（1）滾動軸承的機械故障診斷

　　

　　滾動軸承的失效形式：

　　

　　磨損失效--各元件相互摩擦或雜質(zhì)進入產(chǎn)生磨損。

　　

　　疲勞失效--交變應(yīng)力或潤滑不良造成表面剝落、脫皮。

　　

　　斷裂失效--熱處理不良或沖擊載荷造成碎珠或軸承套開裂。

　　

　　壓痕失效--裝配不當或過載沖擊。

　　

　　旋轉(zhuǎn)機械故障的30%由于軸承失效引起的，所以對軸承振動分析尤其重要，大量的旋轉(zhuǎn)機械傳動中滾動軸承是主要的傳動支承形式之一。

　　

　　①沖擊脈沖法

　　

　　滾動軸承中的元件在旋轉(zhuǎn)時受到載荷的作用發(fā)生脈沖振動，當軸承失效脈沖能量增加數(shù)十倍甚至百倍，因此脈沖能量的強弱代表滾動軸承的運行狀態(tài)。主要的檢測儀器是沖擊脈沖儀。測量單位為分貝dB。

　　

　　0~20dB--無損傷。

　　

　　20~35dB--有損傷，工作能力降低。

　　

　　35~50dB--有可見損傷，處于不良狀態(tài)需檢修。

　　

　　60dB--軸承處于破壞期。

　　

　　②振動檢測法

　　

　　滾動軸承在滾動狀態(tài)下，產(chǎn)生的沖擊脈沖是一種激振力，這種激振力就會產(chǎn)生振動。而檢測振動信號比較容易，通過測定震動故障的頻率，分析出振動成分，同時計算出滾動軸承各個元件的固有頻率，加以比較判斷，診斷滾動軸承單個元件的失效形式。

　　

　　（2）TPM管理培訓(xùn)公司對于齒輪的故障診斷

　　

　　據(jù)統(tǒng)計，齒輪失效引起的轉(zhuǎn)動機械故障占10.3%，而齒輪箱的故障在齒輪故障中占60%以上。

 

機械故障診斷

　　

　　①齒輪的常見主要故障

　　

　　輪齒斷裂41%

　　

　　齒面劃痕10%

　　

　　齒面疲勞31%

　　

　　齒面磨損10%

　　

　　其它8%

　　

　　②齒輪故障診斷方法

　　

　　齒輪的信號比較復(fù)雜，在傳遞信號過程中經(jīng)過的環(huán)節(jié)比較多，如信號由齒輪--軸--軸承--軸承座--測量點，高頻信號在傳遞過程中大多喪失。齒輪故障診斷要借助于細致的信號分析技術(shù)，提取有效故障特征。

　　

　　采用的分析技術(shù)有功率頻譜診斷法、細化頻譜診斷法、倒頻譜診斷法。通過計算機分析軟件加以分析處理。

　　

　　（3）旋轉(zhuǎn)機械的故障診斷

　　

　　旋轉(zhuǎn)機械是機械設(shè)備中的主要的類型之一，涵蓋的種類非常多，例如機床、泵類、電機、壓縮機、汽輪機、車輛等等，還有由多個機械組成的整套機組，如電機＋齒輪箱＋壓縮機；電機＋齒輪箱＋壓縮機＋蒸汽輪機＋燃氣輪機；另外有各種自動生產(chǎn)線。機械設(shè)備的大型化、連續(xù)化、自控化、高速、苛刻度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等的發(fā)展趨勢，致使設(shè)備的管理難度越來越大，一旦發(fā)生停機故障就會造成巨大經(jīng)濟損失，甚至發(fā)生安全事故。為了早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，找出故障產(chǎn)生的部位，故障的惡化程度，預(yù)報故障的劣化趨勢，所以設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)得到迅速發(fā)展，應(yīng)用于工廠生產(chǎn)現(xiàn)場，取得大量的實際經(jīng)驗，伴隨著診斷理論的開發(fā)，使設(shè)備故障診斷工程逐步形成一門新興學(xué)科。

　　

　　狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的廣泛應(yīng)用，尤其是在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和計算機專家診斷系統(tǒng)，使故障能夠得到早期預(yù)報和及時處理，避免了設(shè)備的突發(fā)性停車，減少企業(yè)的經(jīng)濟損失。當然監(jiān)測及診斷設(shè)備價格昂貴，需要專業(yè)技術(shù)人材來運行和掌握，還要與電氣、機械、自控、生產(chǎn)工藝等專業(yè)技術(shù)人員共同分析處理，加以綜合判斷，才能正確找出的故障原因和做出科學(xué)的決策。

　　

　　設(shè)備故障診斷技術(shù)的實施主要包括三個環(huán)節(jié)，一是信息的采集，二是信號的處理和轉(zhuǎn)換，三是對設(shè)備的狀態(tài)進行識別、判斷和預(yù)報。

　　

　　①信號的采集

　　

　　信息的采集是設(shè)備故障診斷的基礎(chǔ)，故障信號的采集是通過振動傳感器來實現(xiàn)。振動傳感器是將機械振動量轉(zhuǎn)換為電壓信號。傳感器的類型和安裝，要根據(jù)被測機器的特點和監(jiān)測需要確定。

　　

　　②信號的確認

　　

　　機器在運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)報警信號，設(shè)備可能產(chǎn)生異常情況，也可能是儀表或檢測探頭失靈，因此要求對信號通過多種途徑進行確認，如對儀器及線路進行檢查，用信號對比的方法來確認信號的可信性。

　　

　　③信號的預(yù)處理

　　

　　信號的預(yù)處理的目的在于提高信號的可靠性和數(shù)據(jù)的精度，其技術(shù)核心是提高信號的信噪比，即排除其他設(shè)備或部件的振動干擾，電氣信號的干擾，噪音干擾和傳感器失靈等。

　　

　　④信號的變換

　　

　　由傳感器拾取的振動信號包含了機器狀態(tài)的大量信息，但是當振動比較復(fù)雜時，振動波形比較雜亂。通過信號處理技術(shù)，使其形象直觀、清晰和大小分明。信號變換和處理技術(shù)根據(jù)需要分別按幅值、時間和頻率域進行。

　　

　　⑤常用的振動信號分析方法

　　

　　波形分析法--時間波形是最原始的振動信息，波形分析具有簡捷和直觀的特點，根據(jù)明顯特征的波形，可對設(shè)備故障做出初步判斷。

　　

　　軌跡分析法--旋轉(zhuǎn)軸軸心相對于軸承座的運動軌跡，直觀反映了轉(zhuǎn)子瞬時運動狀態(tài)，在正常情況下，軸心軌跡穩(wěn)定，每次轉(zhuǎn)動循環(huán)的軌跡基本上相互重合。如果軸心軌跡紊亂，形狀和大小不斷變化，說明轉(zhuǎn)子運行狀態(tài)不穩(wěn)定。

　　

　　軸心位置分析--軸心在軸承中的位置以及偏位角是評判轉(zhuǎn)子平穩(wěn)性的重要參數(shù)。在正常工作狀態(tài)下，潤滑油的油楔壓力將轉(zhuǎn)子平穩(wěn)托起。當軸承間隙過大或軸承嚴重磨損，軸心位置明顯下沉。軸承潤滑油的變化，軸承缺陷等故障，偏位角就會發(fā)生變化。

　　

　　頻譜分析法--頻譜分析是設(shè)備故障診斷中最常用的方法。頻譜分析的目的就是將構(gòu)成信號的頻譜各種成分分解，以便識別產(chǎn)生振動的振源。首先分解頻譜的構(gòu)成，然后找出主振成分并進行分析，做頻譜對比以發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，特別在分析和診斷過程中，不僅要注意各分量的絕對值的大小，還應(yīng)注意振動的發(fā)展變化趨勢，因為一些較小的頻率成分甚至微弱的頻率分量，可能增長很快，表明故障在發(fā)展。

　　

　　⑥全息分析法

　　

　　頻譜分析方法是現(xiàn)場設(shè)備故障分析采用很多的傳統(tǒng)的分析方法，但是故障與譜圖并不存在著一一對應(yīng)的關(guān)系。全息譜將被忽略的相位信息充分加以利用，并對兩個空間距離相距90°的傳感器的信號進行集成處理。應(yīng)用于大型機組的故障診斷，效果十分明顯。

　　

　　⑦機器的啟動和停車過程分析

　　

　　在機器啟動和停車的過程中，轉(zhuǎn)子經(jīng)歷了各種轉(zhuǎn)速和變化，其振動信號是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速變化的響應(yīng)，反映出轉(zhuǎn)子動態(tài)特性和故障征兆，能獲得平時難以得到的信息，所以起停過程分析是檢測轉(zhuǎn)子的一項重要工作。

　　

　　（4）常見的振動故障模式

　　

　　常見的振動引起的故障主要有以下幾種：

　　

　　齒輪機械故障診斷；對輪不對中；軸瓦松動；電磁激振；參數(shù)激振；摩擦；轉(zhuǎn)子不對中；熱彎曲；初始彎曲；部件脫落；原始不平衡；軸瓦不穩(wěn)定；氣流激振；油膜震蕩；半速渦動。