滚动轴承故障诊断分析与典型案例
(完整word版)滚动轴承故障诊断分析
滚动轴承故障诊断分析学院名称：机械与汽车工程学院专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：摘要滚动轴承故障诊断本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。
通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。
本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述，关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征；ABSTRACT ：The Rolling fault diagnosisIn the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this paper, the parameters of the extraction, theoretical a nalysis, and process are described in detail. Keywords: Rolling Bearing; Fault Diagnosis; Symptom P arameter; Distinction Index; Distinction Rate0引言：随着科技的发展，现代工业正逐步向生产设备大型化、复杂化、高速化和自动化方向发展，在提高生产率、降低成本、节约能源、减少废品率、保证产品质量等方面具有很大的优势。
滚动轴承引起的故障事故案例
滚动轴承引起的故障事故案例滚动轴承是机械设备中常见的部件，但如果使用不当或者出现问题，可能会导致故障事故。
以下是一些可能由滚动轴承引起的故障案例：
1.轴承损坏：如果滚动轴承受到过大的负荷、振动或者温度过高，可能会导致轴承损坏。
例如，轴承过载或不正确的安装可能会导致轴承内部零件断裂或损坏，进而引发设备停机或者事故。
2.轴承磨损：长时间的运行或者不及时的维护保养可能会导致轴承磨损。
磨损轴承可能会导致设备运行不稳定、噪音增加以及性能下降，进而影响设备的正常运行。
3.轴承过热：轴承过热可能会由于润滑不足、轴承内部有异物、轴承密封不良等原因引起。
过热的轴承可能会造成润滑脂老化、轴承材料硬化，甚至引发润滑脂着火，造成设备损坏或者火灾事故。
4.轴承卡滞：如果轴承受到严重的污染或者润滑不良，可能会导致轴承卡滞。
轴承卡滞可能会导致设备运转不畅，增加摩擦力，最终引发设备故障或者事故。
5.轴承断裂：轴承断裂通常是由于过载、冲击负荷或者材料缺陷等原因引起的。
轴承断裂可能会造成设备停机、部件损坏甚至危及人身安全。
这些故障案例都说明了滚动轴承在机械设备中的重要性，以及在使用过程中需要进行适当的维护保养和监测，以确保设备的安全运行。
定期检查和维护轴承，保持良好的润滑状态，以及根据实际情况调整负荷和运行参数，都是预防轴承故障的关键措施。
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例可以包括以下几种情况：
1. 声音异常：当滚动轴承出现故障时，可能会出现异常的噪音，如嘶嘶声、刮擦声或者咔咔声等。
这种情况下，可以通过听觉判断故障的类型和位置。
噪音一般源于滚珠或滚道表面的损伤或者磨损。
2. 振动异常：故障的滚动轴承会导致轴承运行不稳定，产生过大的振动。
可以通过振动传感器来检测振动的频率和幅度，进而判断故障的严重程度和位置。
振动异常可能是由于轴承内部松动、滚子损伤或滚道不平整等问题引起的。
3. 温度异常：滚动轴承运行时，由于磨擦和摩擦产生的热量，轴承温度会有所上升。
但是，如果滚动轴承的温度明显高于正常值，可能表明存在故障。
可以通过红外测温仪或接触式温度计来测量轴承的温度，判断是否存在异常。
4. 润滑问题：滚动轴承需要得到正确的润滑以保持正常运行。
如果滚动轴承出现故障，润滑不足或者污染等问题，会导致滚动轴承的寿命缩短。
可以通过观察润滑脂或润滑油的颜色、黏度以及滚动轴承周围是否有渗漏等来判断润滑是否正常。
上述实例中的故障诊断需要依靠专业的设备和工具，同时需要具备相应的专业知识和经验，建议请专业人士进行诊断和修复。
滚动轴承的状态检测与故障诊断ppt课件
43.0Hz
Fourier Spectrum(M b)- Input (Mgnitude)
Wrking:
Input:
Input:FFT
Anal
yzer
87.0H
130.0Hz
260.0Hz
0
40
80
120
160
200
24z]
经过包络处理之后，不平衡、松动、皮带轮偏斜、轴向窜动等频率都被滤 掉了，只用考虑轴承故障和泵进排液阀冲击。而进排液阀产生的冲击频率是泵 转频的1、3、6 …倍，包络谱中主要频率分量是43Hz、87Hz、130Hz、260Hz, 不是转频5.58Hz 的倍频分量，由此断定故障不是由泵进排液阀窜绕引起的。当 轴承跑内圆或轴承磨损使间隙增大时也会在包络谱上产生转频及其谐波分量。 经过比对，这些频率分量是滚动体故障频率14.7Hz 的3、6、9、18倍频，表明滚 动体出现故障，并且很严重。
命。
2)磨损
由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨 损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也 降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。
3)擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接触面 受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成接触 面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将 局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
随着轴承的运转，轴承滚动表面会产生轻微的缺陷，这些轻微缺陷引 起的振动会激起轴承部件的固有频率(fn)振动或轴承支承结构共振， 一般振 动频率在500Hz～2kHz。
第二阶段
边频爷
1仪
3)第三阶段：轴承缺陷频率及其倍频振动阶段
滚动轴承故障诊断与分析
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing学院：机械与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2010020101姓名：学号：指导老师：王林鸿摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一,旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。
因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。
关键词：滚动轴承故障诊断振动Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production.Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。
滚动轴承故障诊断分析与典型案例
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。2020年1月7日， 风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。于8 日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41 分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。 2、检查轴承箱，底部有金属屑。 3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。 4、振动测点信号线老化。
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
检修主要内容及更换的备品配件
— *—
三、滚动轴承故障特征频率
滚动轴承故障频率 计算经验公式：
外环故障频率：
BPFOr≌ 0.4Nn
内环故障频率： BPFIr≌ 0.6Nn
保持架故障频率： FTFr≌ 0.4N n=滚动体数目； N=轴的转速。
— *—
三、滚动轴承故障特征频率
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同； 2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍； 3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）； 4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带； 5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值； 6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
五、滚动轴承故障案例
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
滚动轴承故障诊断与案例分析
Fault diagnosis of rolling bearing and case analysisO LI Zhiwen(Yueyang Forestry and Paper Co., Ltd., Yueyang 414002, Hunan, China)滚动轴承故障诊断与案例分析©李志文（岳阳林纸股份有限公司，湖南岳阳414002）李志文先生高级工程师；工作方向为设备故障诊断；现 负责公司设备状态监测及故障诊断工作。
中图分类号：TS73文献标志码:B文章编号：1007-9211 （2020）24-0070-04摘 要：主要针对滚动轴承的点蚀、剥落故障诊断进行了说明，并对滚动轴承故障频率公式进行了详细地解读。
然后结合现场实际诊断案例来说明如何通过滚动轴承故障频率来对轴承故障进行精确地诊断。
关键词：滚动轴承；轴承故障频率；BPFO ； BPFAbstract: This paper focuses on the pitting and flaking of rollingbearing, and gives a detailed explanation to the formula of b earing fault frequency. Based on case analysis, it also describes how to diagnose the bearing fault according to bearing fault frequency. Key words: rolling bearing; bearing fault frequency; BPFO; BPFI1前言在工业发展的历程中，轴承（以下如无特别说明，均特指“滚动轴承”）一直扮演着非常重要的角色。
可 以说几乎所有传动机械都离不开轴承这个关键部件，因此，在工业领域轴承被形象地比喻为设备的“心脏”，足见其重要性。
(完整word版)机械故障诊断 滚动轴承故障诊断(DOC)
《机械故障诊断技术》读书报告滚动轴承的诊断案例分析综述Rolling Bearing Fault Diagnosis ApproachBased on Case-Based Reasoning学院：机械与汽车工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机制一班姓名:王天宇学号：1102135004指导教师：郑冬学年学期：2014—2015学年第一学期摘要：针对滚动轴承的故障诊断问题,提出了一种采用案例推理的诊断方法，为了解决检索相似案例时案例属性多、人工确定关键属性及其权重困难的问题，提出了一种复合特征选择算法，用领域粗糙集算法粗选属性，用遗传算法进一步精选属性和优化权重,并有效地解决了领域粗糙集算法中需要人工确定领域大小的问题，以滚动轴承运行时的振动信号为基本信息，建立了滚动轴承案例库，从案例库中检索与问题案例相似的历史案例,并根据这些历史案例来判断问题案例的故障类别，试验结果表明,故障诊断的正确率达到100%，故障位置诊断的正确率达到93.3％,且算法具有较好的稳定性.关键词:案例推理；滚动轴承；故障诊断Abstract：The case—based reasoning approach is introduced into rolling bearing fault diagnosis。
To solve the complexity of feature selection and weights optimization， a Filter Wrapper integrated features selection algorithm is proposed。
Neighborhood rough set algorithm is applied to select essential features from the feature candidate set，then genetic algorithm is applied to refine the essential features subset. This method solves the problem of determining the size of neighborhood manually in neighborhood rough set algorithm. Genetic algorithm is also used in feature weights optimization. With the run time vibration signal of rolling bearing as the basic information， a rolling bearing fault case database is constructed。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
c)监测超高频段信号，则采取超声波传感器，将声发射信号 检出并放大。仪表统计单位时间内声发射信号频度和强度，一 旦频度或强度超出某个报警限，则判定轴承故障。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第17页
3．峭度指标法
峭度指标Cq反应振动信号中冲击特征。
峭度指峭标度Cq指对标信C号q中冲击特C征q 很 敏N1感iN，1 X(正xr4mi常s 情x况)4 下其值应该在3左
右，假如这个值靠近4或超出4，则说明机械运动情况中存在冲击性振 动。
*当轴承出现早期故障时，有效值改变不大，但峭度指标值已经显著增 加，到达数十甚至上百，非常显著。它优势在于能提供早期故障预报 。
滚动轴承特征频率(即接触激发基频)，完全能够依据轴 承元件之间滚动接触速度关系建立方程求得。计算特征频率 值往往十分靠近测量数值，所以在诊疗前总是先算出这些值 ，作为诊疗依据。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第9页
滚动轴承特征频率（内圈旋转，外圈固定时）
• 1) 内圈旋转频率ƒ1： f1 n / 60 Hz
轴承故障 将 使轴空间定位出现波动，当轴工作状态处于非重载时，轴转频振动 幅值升高，有时还表现为转频2X、3X…5X频率振幅升高。这种情况往往预示着滚动 轴承出现早期故障。当轴转频振动幅值再次降低时，滚动轴承故障已进入晚期，到 了必需更换程度。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第12页
因为轴空间位置波动，也必定影响齿轮等零件振动 。滚动轴承故障在某种条件下（如轻载、空载）也会在齿 轮啮合频率振幅升高中反应出来。所以其特征为齿轮啮合 频率边频很微弱，几乎看不见。
滚动轴承的故障机理与诊断
温度诊断法
总结词
通过测量轴承的温度变化，判断轴承的工作状态是否正常。
详细描述
温度诊断法是一种间接的滚动轴承故障诊断方法。通过在轴承座或轴承端盖上安装温度传感器，监测轴承的工作 温度，可以判断轴承的工作状态是否正常。如果温度过高或温差过大，可能表明轴承存在故障，如润滑不良、摩 擦过大等。
04
滚动轴承故障诊断实例
实例一：振动诊断法的应用
01
总结词
振动诊断法是通过监测滚动轴 承的振动信号来判断其运行状
态的方法。
02
详细描述
振动诊断法具有非破坏性、实 时性等优点，通过分析振动信 号的频率、幅值和波形等信息 ，可以识别滚动轴承的故障类 型和位置，以及评估故障的严
重程度。
03
总结词
振动诊断法需要使用专业的振 动测量仪器，如振动分析仪或 频谱分析仪，对滚动轴承进行
促进智能化发展
随着工业4.0和智能制造的推进，对设备的监测和故障诊断要求越来越高。滚动轴承的故 障机理与诊断研究有助于推动设备智能化的发展，提高生产效率和产品质量。
对未来研究的建议
01
加强跨学科合作
滚动轴承的故障机理与诊断涉及多个学科领域，如机械工程、材料科学
、信号处理等。建议加强跨学科合作，综合运用各学科的理论和方法，
其在实践中的可行性和效果。
THANKS
声学诊断法
要点一
总结词
通过测量轴承的声学信号，分析其频率和幅值等信息，判 断轴承的故障类型和程度。
要点二
详细描述
声在 轴承座或轴承端盖上安装声学传感器，采集轴承的声学信 号，然后分析这些信号的频率和幅值等信息，可以判断轴 承是否存在故障以及故障的类型和程度。常见的故障类型 包括轴承内圈、外圈和滚动体的故障等。声学诊断法的优 点是可以在线监测轴承的工作状态，但受环境噪声影响较 大。
关于铁路货车滚动轴承的故障分析及对策王卫红
关于铁路货车滚动轴承的故障分析及对策王卫红发布时间：2023-05-30T09:13:49.921Z 来源：《小城镇建设》2023年3期作者：王卫红[导读] 列车是以轨道交通为主要载体的列车，作为列车行走部的关键传动元件，其技术状况将直接关系到列车的使用安全性，在目前我国列车安全状况不断好转的情况下，其热燃轴的失效将严重威胁列车的正常运营，严重威胁列车的正常运营。
对滚子轴承热轴故障进行剖析，寻找防止燃烧切割的薄弱环节，从造修源头质量入手，对故障进行早期预警，是目前实现滚子轴承故障高效降低的必由之路。
中车齐齐哈尔车辆有限公司摘要：列车是以轨道交通为主要载体的列车，作为列车行走部的关键传动元件，其技术状况将直接关系到列车的使用安全性，在目前我国列车安全状况不断好转的情况下，其热燃轴的失效将严重威胁列车的正常运营，严重威胁列车的正常运营。
对滚子轴承热轴故障进行剖析，寻找防止燃烧切割的薄弱环节，从造修源头质量入手，对故障进行早期预警，是目前实现滚子轴承故障高效降低的必由之路。
关键词：铁路货车；轴承；故障；对策1故障概况1.1热轴情况调查目前，有很多工厂都在从事着铁路货车的滚动轴承的制造，但是有些工厂的轴承的安全技术保障能力并不强，所制造出来的轴承无法满足货车重载、高速的要求，再加上在轮轴人段进行维修的时候，没有能够及时地找到早期的问题，或者因为维修的过程中存在的问题，导致了出现磕碰、电蚀等问题。
而有问题的轴承在装车之后，在重载压迫、剧烈振动的情况下，很容易出现密封罩松脱、轴承组件辗皮、剥离、裂纹和破损等问题，这些都是导致滚动轴承热轴、切轴的原因。
而滚动轴承总成，密封装置，保持架都是密封的，出现了问题也无法直接看出。
在早期，由于轴向温度的差异不大，当出现严重的情况时，轴向温度迅速升高，很容易在很短的时间和距离内引起热轴和切轴。
根据对一个路段2020年所出现的热轴承失效情况的调查，发现经过红外轴承温度检测系统（THDS）预测并确认为热轴承失效事故2起。
滚动轴承的故障及诊断技术
滚动轴承的频谱分析
2、诊断思路
高频段 是否有 能量堆 积或峰 群出现
有：存 在早期 故障
无：没 有早中 期故障
在低频段出现轴承 的通过频率
通过频率的峰值增 大，故障恶化
滚动轴承的频谱分析
3、理论依据
1）轴承疲劳后，加速度谱图上出现高频峰群。
2）确认故障特征频率处有峰，表明存在该种故 障，若还有明显的倍频成分，表明故障严重。
• 确认外圈故障特征频率n f0处有峰，表明外 圈有故障。
• 确认内圈故障特征频率n fi处有峰，还有间 隔为1×的边频，表明内圈存在故障。
• 确认滚动体故障特征频率n zfb处有峰，还有 边频，边带间隔为保持架故障特征频率，表 明滚动体有故障。
滚动轴承的频谱分析
4、滚动轴承的故障频谱特征
第 一 阶 段 第 二 阶 段 第 三 阶 段 第 四 阶 段
测点4在高频段无能量堆积，且加速度幅值 很小。这说明测点4处的滚动轴承目前正处 在正常状态。
诊断（4）频域分析
从测点3轴向及测点4水平方向的速度幅值 谱可看出，出现了转轴旋转频率 25Hz(1450/60)及其倍频。并且基本上高次 谐波的幅值大于转频。这是典型的平行不 对中故障特征。
测点2轴向加速度时域波形，存在着冲击现 象。幅值谱图在高频段有能量堆积并有较 高的峰值。这说明电机侧测点2处滚动轴承 可能存在这着中期故障。
单位:m/s2
测试方向 水平方向 垂直方向
10月28日 19.7 15.2
12月9日 34.6 46.6
12月19日 46.0 38.6
ห้องสมุดไป่ตู้
12月27日 11.6 9.80
趋势图与趋势分析
• 频率范围大约是500-2000Hz，末期固有频率附 近出现边频。旁波振幅的大小相对于轴承损坏 频率的谐波是非常重要的指标。
滚动轴承故障诊断案例
振幅
绝对误差 相对误差
可信度%
Hz
%
故障部位及 性质分析
1 29 297
30 121 0 386
0 824
2 73
100 II轴转动频率
2 58 594
60 242 1 026
1 648
2 73
100 2×II轴转动频率
3 87 891
90 363 0 639
2 472
2 73
100 3×II轴转动频率
由以上分析可见;从峰值 峰值系数 峭度三个时域指标都可看出吐丝 机轴承在4月13日时已有故障隐患了;在5月初到5月25日是轴承逐渐损坏 时期;若在这个时期能够对吐丝机进行必要的检查;就可避免6月27日轴承 碎裂事故的发生
2频域指标趋势分析案例
轧Φ6 5钢吐丝机II轴轴频幅值趋势图
轧6.5mm钢吐丝机II轴轴频幅值趋势
3 a35测点峰值上升非常大时的时域波形及频谱图轧Φ6 5钢
图6 吐丝机06年5月6日10：00时域和频域波形图
特征频率表3
特征频率表3图6 轧φ6 5钢时转速：1063r/min 吐丝机 a35测点 谱图数据
序 故障信号 计算特征
绝对误差 相对误差 可信度
振幅
号 频率 Hz 频率 Hz
Hz
%
%
幅值
35
30
25
20 15
a35
10
5
0
2月1日 2月4日 2月17日 2月20日 3月7日 3月10日 3月26日 3月29日 4月13日 4月16日 4月25日 5月7日 5月10日 5月25日 6月5日 6月8日 6月27日
日期
图1 II轴轴频幅值趋势图
滚动轴承失效分析及典型案例-印刷稿2014
大型回转支承失效案例
大型回转支承安装部位
回转支承
钢包台车
连铸机
26
大型回转支承失效案例
台车回转支承基本结构
内圈反推力 滚道1
外圈反推力 滚道4
外圈径向滚 道6
外圈主推力 滚道8
内圈主推力 滚道3
1
3
外
圈
2
内 圈
上半内圈 下半内圈
1、2－推力滚子，3－径向滚子
上半内圈 挡边5
内圈径向 滚道2
下半内圈 挡边6
轴承运行参数的收集
滚动轴承运行参数主要包括；载荷、转速，轴承在运行过程中振动、温 度、电流以及主机工作参数如轧钢过程的压下量、钢材的轧制温度等工艺 参数的变化情况以及轴承更换和实际运行时间、设备人员对设备检查记录 等。
根据上述的观察及了解基本可以分清轴承损坏原因的分析方 向，然后根据轴承损坏的形式选用相应的分析方法如：油样分析、 材料的金相分析等，进一步分析轴承损坏的根本原因
6
液压柱塞泵轴承事故案例
液压柱塞泵轴承安装部位
滚针轴承
单列圆锥滚 子轴承 30324D
驱动轴
倾斜 支承轴
柱塞 组合件
配油盘
主单列圆柱滚 子轴承 NF324
缸体
圆锥轴承外圈与座体不配合，有1mm的间隙，避免“3”点支承，圆锥轴承不承受径向载荷。 8
液压柱塞泵轴承事故案例
主要零部件的观察记录
主要零部件
圆锥滚子轴承外圈多处断裂
圆锥滚子轴承外圈断裂外貌
圆锥滚子轴承外圈断裂外貌
10
液压柱塞泵轴承事故案例
轴承照片记录－3
圆柱滚子工作表面材料剥落
圆锥滚子轴承外滚道工作表面材料剥落
圆锥滚子工作表面材料剥落
滚动轴承引起的故障事故案例
滚动轴承引起的故障事故案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：滚动轴承是一种常见的机械部件，广泛应用于各类机械设备中，如汽车、飞机、工业设备等。
由于滚动轴承在运转过程中承受着较大的载荷和转速，在一些情况下可能出现故障，甚至引发事故。
本文将通过几个关于滚动轴承引起的故障事故案例，来探讨滚动轴承故障的原因和应对方法。
1.案例一：汽车轮胎脱落某车主驾驶着一辆年轻车辆在高速公路上行驶，突然听到了一声巨响，汽车突然失控，最终停在了紧急车道。
经过检查，发现是汽车的一个轮胎脱落导致的事故。
经过进一步调查，发现轮胎脱落的原因是由于滚动轴承故障导致的。
滚动轴承在汽车行驶过程中承受着车辆的重量、行驶速度等动力作用，如果滚动轴承内部发生故障，可能会导致轮胎不稳定，最终出现脱落的情况。
该事故提醒我们，在日常驾驶中要定期检查车辆的轮胎和滚动轴承，确保其正常运转，以避免类似的交通事故发生。
2.案例二：工业设备故障某工厂一台重要的生产设备突然停止运转，导致生产线的生产受阻，造成了较大经济损失。
经过维修人员的检查，最终确定是设备的滚动轴承引起的故障。
滚动轴承在工业设备中扮演着重要的角色，如果滚动轴承出现故障，可能会导致设备停止运转，造成生产线的中断。
针对这种情况，工厂需要建立健全的设备维护保养制度，定期对设备的滚动轴承进行检查和维护，确保设备的正常运转，以减少生产事故的发生。
3.案例三：飞机起落架故障某航班正在准备起飞时，机组人员发现飞机的起落架出现异常，无法正常收放。
经过检查，发现是飞机起落架中的滚动轴承出现了故障，导致了起落架无法正常运转。
飞机的起落架是飞机安全飞行的重要组成部分，如果滚动轴承出现故障，可能会影响飞机的正常运行，甚至引发空中事故。
为避免类似事故的发生，航空公司需要对飞机起落架的滚动轴承进行定期检查和维护，确保飞机运行时的安全可靠性。
滚动轴承在各类机械设备中扮演着重要的角色，但也存在一定的故障风险。
为了确保设备的安全运行，我们需要加强对滚动轴承的检查和维护，及时发现并排除滚动轴承的故障，为设备运行提供保障。
滚动轴承故障诊断分析 专家版
滚动轴承故障诊断分析专家版滚动轴承故障诊断分析-专家版滚动轴承故障诊断1（之国外专家版）滚动轴承故障现代工业通用机械都搭载了相当数量的滚动轴承。
一般说来，滚动轴承都就是机器中最高精度的部件。
通常情况下，它们的公差都维持在机器的其余部件的公差的十分之一。
但是，多年的实践经验说明，只有10%以下的轴承能运转至设计寿命年限。
而大约40%的轴承失灵就是由于杀菌引发的故障，30%失灵就是由于不对中或“卡住”等加装犯规，除了20%的失灵就是由负载采用或生产上瑕疵等其它原因所致。
如果机器都进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承润滑良好，那么机器运行就会非常可靠。
机器的实际寿命也会接近其设计寿命。
然而遗憾的是，大多数工业现场都没有做到这些。
因此有很多轴承都因为磨损而永久失效。
你的工作是要检测出早期症状并估计故障的严重程度。
振动分析和磨损颗粒分析都是很好的诊断方法。
1、频谱特征故障轴承会产生与1x基频倍数不完全相同的振动分量――换言之，它们不是同步的分量。
对振动分析人员而言，如果在振动频谱中发现不同步分量那么极有可能是轴承出现故障的警告信号。
振动分析人员应该马上诊断并排除是否是其它故障引起的这些不同步分量。
（非转频的倍数峰值疑似为故障信息）如果看见不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损有关。
如果同时除了谐波（基频的倍频）和边频带发生，那么轴承磨损的可能性就非常小――这时候你甚至不须要再回去介绍轴承精确的扰动频率。
2、扰动频率计算存有四个与轴承有关的扰动频率：球过内圈频率（bpi）、球过外圈频率（bpo）、保持架频率（ft）和球的磁矩频率（bs）（外圈，内圈，保持架，翻转体特征频率）。
轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径（滚柱圆心对应轴承的半径d）和接触角。
其中，bpi和bpo的和等同于滚珠/滚柱的数量。
比如，如果bpo等同于3.2x（转频），bpi等同于4.8x，那么滚珠/滚柱的数量必定就是8。
滚动轴承故障诊断
类比判定标准
•对若干同一型号轴承在相同条件下在同一部位进行振动检测，并将
滚动轴承故障诊断振值相互比较进行判断标准
第33页
33
简易诊疗
振动信号简易诊疗法
振幅值诊疗法
• 振幅值指峰值、均方根值
滚动轴承故障诊疗 故障诊疗技术
• 峰值反应是某时刻振幅最大值，因而它适合用于像表面点蚀损伤之 类含有瞬时冲击故障诊疗；对于转速较低情况（如300r/min以下）， 也常采取峰值进行诊疗
滚动轴承故障诊断
第28页
28
振动测量
传感器选择与固定方式
滚动轴承振动可能是频率为1kHz以下低频脉动，也 有可能是频率在1kHz以上，数千赫兹甚至数十千赫 兹高频振动，通常二者皆有
传感器获取信号应同时覆盖上述两个频带 传感器尺寸和重量应尽可能小 提议采取钢制螺栓固定
滚动轴承故障诊断
第29页
➢ 轴承结构特点引发振动 ➢ 轴承制造装配原因引发振动 ➢ 故障缺点引发振动
磨损 胶合 疲劳剥落损伤
滚动轴承故障诊断
第18页
18
振动原因分析---故障缺点引发振动(1)
滚动轴承故障诊疗 振动机理
轴承磨损
伴随磨损进行，振动加速度峰值和RMS值迟缓上升，振动信 号展现较强随机性
峰值与RMS值比值从5左右逐步增加到5.5～6
普通所说轴承寿命就是指轴承疲劳寿命
滚动轴承额定寿命
• 在滚道或滚动体上出现面积为0.5mm2疲劳剥落坑就认为轴 承寿命终止
• 同一批轴承中，最高寿命与最低寿命能够相差几十倍甚至 上百倍，所以正确诊疗轴承故障能够合理利用轴承寿命
滚动轴承故障诊断
第8页
8
常见故障形式
磨损
滚动轴承的故障诊断PPT课件
0.1
0
滤波后仅存高频信号
-0.1
0.1
绝对值检波
0
0.1
包络解调
（峰值检波）
0
34
第34页/共58页
共振解调的原理 (4/4)
0.1
共振解调信号
时域 (SPM)
dBm dBc
频域＋时域（IFD）
35
第35页/共58页
共振解调信号的特点
提高了故障信息的信噪比S/N。 剔除了低频振动信号的影响。 共振解调波中包含有反映轴承故 障的各种信息。
转速N=740r/min(转频12.33Hz)
外圈故障频率fo=69.52Hz 内圈故障频率fi=103.15Hz
频谱图 69.156Hz
拆机检查发现外圈滚道内有7～8 条不同程度的压痕,其中四条较严 重,约20mm宽,0.2mm深。
倒频谱图
30
第30页/共58页
4. 冲击脉冲法与共振解调法
▪ 冲击脉冲法
20
第20页/共58页
外环故障频率 内环故障频率 滚珠故障频率 保持架碰外环 保持架碰内环
D — 节圆直径
轴
d — 滚珠直径
— 接触角
承
z — 滚珠数
故
障 R — 轴的转速频率
fo
z 2
(1
d D
cos )
R
0.4z R
fi
z 2
(1
d D
cos )
R
0.6z R
fb
D d
1
(
d D
波形指标Sf 1.28 1.30 1.52 2.01
峰值指标Cf 4.18 5.89 9.71 11.33
脉冲指标If 5.40 7.55 14.75 22.65
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滚动轴承故障诊断分析及典型案例
2020年2月19日
曹景芳
目录一、滚动轴承结构特点
二、滚动轴承故障模式
六、滚动轴承故障案例
四、滚动轴承故障特征频率
五、滚动轴承故障发展的九个阶段三、滚动轴承故障检测方法
一、滚动轴承结构特点
滚动轴承典型结构图
二、滚动轴承故障模式
滚动轴承故障模式
Ø内外圈故障
Ø滚动体故障
Ø保持架故障
Ø保持架松动
Ø内圈过度光洁
Ø轴承随轴旋转
Ø不对中或卡轴
Ø润滑不良滚动轴承故障原因
u轴承质量不良
u轴承选型不当
u检修工艺问题，如不正确的装配u润滑不良
u设备不正常运行
u设备运行振动过大
u正常磨损
听音法测温法油液检测法振动诊断分析法
超声检测法
滚动轴承一旦产生故障，可能会产生四种类型频率的振动，包括
(a)随机的超声频率；
(b)轴承零部件的自振频率；
(c)轴承故障特征频率；
(d)轴承故障和频及差频。
轴承故障特征频率
FTF－保持架故障特征频率BPFI－内圈故障特征频率BPFO－外圈故障特征频率BSF－滚动体故障特征频率
滚动轴承故障频率计算经验公式：u外环故障频率：
BPFOr≌0.4Nn
u内环故障频率： BPFIr≌0.6Nn
u保持架故障频率： FTFr≌0.4N
n=滚动体数目；
N=轴的转速。
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同；
2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍；
3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）；
4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带；
5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值；
6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
轴承故障特征频率特点：
7、轴承保持架故障频率通常不是以其基频出现；
8、当滚动体本身出现故障时，往往会产生不仅滚动体故障频率(BSF)，还有保持架故障频率(FTF)；
9、保持架断裂时，可能出现滚动体旋转故障频率；
10、一个以上滚动体有故障时，将产生等于有故障的滚动体数目×滚动体故障特征频率的频率。
11、轴承故障频率允许的振动幅值，不能给出绝对的答复。
第一阶段第二阶段
第三阶段第四阶段
第五阶段第六阶段
第七阶段
第八阶段
第九阶段，轴承报废，设备不能运转。
设备概述
电机： YKSL560-4 ， 功率KW：1500， 输入电压V：10000，
变频运行，工频1488
泵： 95LDTNB-5， 立式离心泵 扬程：318m， 轴承：7230BCBM（SKF）2副
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承高频频谱图主要振频率为电机转速频率的谐波频率高达30X转速频率，出现明显的配合松动
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承D图出现轴承外圈故障频率6.56X及其谐波频率
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承DW图
DW冲击值高达80.39g，冲击严重
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
结论：#8机A凝结水泵驱动端轴承存在配合松动，轴承配合间隙异常，出现磨损。
建议措施：1、检查#8机A凝结水泵驱动端轴承配合间隙情况及轴承磨损情况。
2、润滑油质化验。
检修情况：更换轴承，检查发现轴 承游隙超标，轴承外圈出现磨损变色。
检测润滑油颗粒度超标，更换润滑油。
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
设备概述
沈阳鼓风机集团有限公司生产的ASS-2900/2100-1KQ型、单级轴流引风机，风机为动叶可调轴流风机，电机额定功率2500kW，风机转速990r/min，叶片的外径2900mm、叶轮轮毂的直径2100mm，单级轴流式风机，叶片数量24片。
轴承型号为：NU1010MA 23240CC/W33 29344E(SKF)
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-X 9.0021E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-Y 7.3238E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:3UCURR15-30.394A
B 引风机轴振(X 向)
B 引风机轴振(Y 向)
#3炉引风机B 电流
2020/1/8 8:53:09.488
2019/12/18 8:53:09.488
21.00 天
Plot-0
1
2
3
4
5
6
7
00.857141.71432.57143.42864.28575.14296-50-7.142935.71478.571121.43164.29207.14250
2019/12/28 8:00:012.82272.4657214.65
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。
2020年1月7日，风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。
于8日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
时间
PI系统显示*表1测量**表2测
量1
**表2测
量2 mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm 水平垂直水平垂直水平垂直水平
#3炉A吸1月9日 6：23~6：26 1.25 1.31 1.4 1.10.09
#3炉B吸1月9日 6：20~6：22 4.98 4.27 1.8 1.50.011 #4炉A吸1月9日 6：28~6：300.40.240.540.450.90.60.013 #4炉B吸1月9日 6：31~6：330.660.430.480.280.80.70.013
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机轴承型号及故障特征频率
轴承型号保持架故障频率滚动体故障频率外圈故障频率内圈故障频率NU1040MA0.4490 4.8510.77613.22 23240CC/W330.4328 3.558.2210.776 29344E0.4577 3.7310.0711.93
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2020年2月5日、7日，
其峰值突然增大，在线
振动值增大至6.5mm/s，
现场噪声明显增大，
分析轴承劣化加速。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。
2、检查轴承箱，底部有金属屑。
3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。
4、振动测点信号线老化。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障1、更换轴承箱3套轴承及轴承箱密封。
2、更换叶柄轴承1套。
3、更换润滑油。
4、更换振动测点信号线。
检修主要内容及更换的备品配件
吸风机运行良好，在线振动值叶轮侧水平值0.56mm/s，电机侧垂直值0.36mm/s
修后情况
谢谢。