振动分析是设备故障诊断最重要最常用的方法,各种振动分析仪器采集故障设备的振动信号,通过对振动信号的波形、频谱、相位进行分析,诊断出设备的故障部位、类型及严重程度,以便据此采取相应的措施。滚动轴承是旋转机械设备中较易损坏的部分,对其振动分析,可以诊断出轴承的运行状况,及时采取相应措施。

　　1 　滚动轴承振动分析

　　1. 1 　滚动轴承故障发展的4个阶段第一阶段,即轴承开始出现故障的萌芽阶段,这时温度正常,噪声正常,振动速度总量及频谱正常,但尖峰能量总量及频谱有所征兆,反映轴承故障的初始阶段。这时真正的轴承故障频率出现在超声段大约20～60kHz 范围。

　　第二阶段,温度正常,噪声略增大,振动速度总量略增大,振动频谱变化不明显,但尖峰能量有大的增加,频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约500Hz～2kHz 范围。

　　第三阶段,温度略升高,可耳听到噪声,振动速度总量有大的增加,且振动速度频谱上清晰可见轴承故障频率及其谐波和边带,另振动速度频谱上“噪声地平”明显升高,尖峰能量总量相比第二阶段变得更大、频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约0～1kHz 范围。建议于第三阶段后期予以更换轴承,此时应该已经出现肉眼可以看到的磨损等滚动轴承故障特征。

　　第四阶段,温度明显升高,噪声强度明显改变,振动速度总量和振动位移总量明显增大,振动速度谱上轴承故障频率开始消失,被更大的随机的宽带高频“噪声地平”取代;尖峰能量总量迅速增大,并可能出现一些不稳定的变化。绝不能让轴承在故障发展的第四阶段中运转,否则将可能发生灾难性破坏。

　　1. 2 　滚动轴承的故障频率

　　对应滚动轴承的结构组成,滚动轴承有4 种故障频率:滚动轴承保持架故障频率(FTF) ,滚动轴承滚动体故障频率(BSF) ,滚动轴承外圈故障频率(BPFO) ,滚动轴承内圈故障频率(BPFI) 。对于这些轴承故障频率的求取,有专门的数学计算公式,其中精确的计算公式不仅算起来比较麻烦,而且也没太大的必要,所以一般采用估算公式:

　　滚动轴承外圈故障频率(BPFO) ≌N(0. 5n - 1. 2)
　　滚动轴承内圈故障频率(BPFI) ≌N(0. 5n + 1. 2)
　　滚动轴承滚动体故障频率(BSF) ≌N(0.2n - 1.2/ n)
　　滚动轴承保持架故障频率(FTF) ≌N(0.5n - 1.2/ n)
　　N = 轴的转速,n = 滚动体数目
　　注:计算频率时要求
　　(1、滚动轴承没有滑动;
　　(2、滑动轴承几何尺寸没有变化;
　　(3、轴承外环固定不旋转。

　　不过在实际工作中计算还是比较麻烦,较方便的方法是利用专门的软件获取,CMXA70 振动检测分析仪附带的软件SKF Microlog Analyzer 中就带有该功能,只要输入轴承型号及生产厂家等信息,就可得到对应的各种轴承故障频率；另外，它标配的高性能的振动传感器（型号：8711-01-080，8021，8711LF），可以精确的测量到频率、振动值、幅值。

　　8711-01-080加速度传感器/振动传感器是一款内部屏蔽，外形坚固的IEPE加速度传感器，适合恶劣环境应用，顶部集成MIL-C-5015连接器。频响0.5-10000@±3db，灵敏度可达500mV/g。可用于风机振动监测，机械监控，工业应用，恶劣环境，齿轮箱监控等领域。

　　基本参数：

　　输出： ±5V
　　量程： ±80g
　　封装：不锈钢
　　工作温度范围：-55～125℃
　　精确度：±1% 非线性
　　供电电源：2-10mA恒流

　　8711-01-080传感器更多技术参数及规格书下载请浏览：http://www.sensorway.cn/sensors/835.html

　　北京赛斯维测控技术有限公司为客户提供不同类型加速度传感器，产品咨询热线:010-84775646 84775648。

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