滾動軸承是各種旋轉(zhuǎn)機械中應(yīng)用為廣泛的一種機械部件,也是易損壞的元件之一。旋轉(zhuǎn)機械的許多故障都與滾動軸承有關(guān),滾動軸承工作性能的好壞直接影響到整臺機器的工作性能。據(jù)統(tǒng)計,在使用滾動軸承的旋轉(zhuǎn)機械中,由于滾動軸承損壞而引起的故障約占30%。

　　因此,對滾動軸承工作狀態(tài)的監(jiān)測及其故障診斷技術(shù)的研究工作越來越受到人們的重視。目前已有較多的專門針對滾動軸承的故障診斷技術(shù),如CSl( Emerson)的 Peakvue, Entek( RockwelAutomation)的gSE,SKF的ESP(包絡(luò))等,都是比較有效的檢測手段。

　　Peakvue技術(shù)原理

　　Peakvue技術(shù)是艾默生的***技術(shù)(美******號:689553), Peakvue是捕捉給定時間間隔里時域波形峰值的振動信號分析方法。當(dāng)出現(xiàn)金屬之間發(fā)生摩擦或撞擊時,就會產(chǎn)生應(yīng)力波。早期的疲勞剝落、齒輪和軸承缺陷、摩擦磨損和沖擊等等都會產(chǎn)生應(yīng)力波。******技術(shù) Peak Vue正是采集和監(jiān)測這些短暫的應(yīng)力波,獲得應(yīng)力波的峰值及其出現(xiàn)的頻率,并轉(zhuǎn)換為頻譜進(jìn)行分析。對于一般的采樣過程,采樣時間間隔通常由分析帶寬決定,遵循采樣定理。對絕大多數(shù)分析儀或數(shù)據(jù)采集器來說該時間為(2.56 X imax)的倒數(shù)。然而, Peak Vue采用了高速采樣技術(shù),對于高通濾波后的信號每秒鐘的采樣點數(shù)量固定為10萬個。之后再對這些峰值(波形)進(jìn)行采樣和處理,得到 Peakvue波形和頻譜。

　　Peakvue技術(shù)的優(yōu)點

　　相對于其他診斷技術(shù)如調(diào)制解調(diào)等, Peak Vue技術(shù)具有以下優(yōu)點1) Peakvue的時域波形真實反映了設(shè)備的沖擊,從時域波形的幅值就可以判斷出故障的嚴(yán)重程度2)跟蹤 Peakvue趨勢就可以準(zhǔn)確判斷設(shè)備的故障是否嚴(yán)重,何時需要維修;3) Peakvue技術(shù)并不限于中頻范圍,它可以監(jiān)測高速和極低轉(zhuǎn)速(如每分鐘幾轉(zhuǎn)的滾動軸承)的沖擊故障,因此對于分析低速設(shè)備的軸承故障來說極為準(zhǔn)確有效。

　　RockwelAutomation

　　峰能量(gSE)指滾動體撞擊微裂紋和缺陷所產(chǎn)生的振動能量的尖峰。振尖峰能量是這種重復(fù)的瞬態(tài)機械撞擊所產(chǎn)生的能量強度的度量:利用加速度傳感器在一定的高頻范圍內(nèi)檢測測振動能量。在這一高頻范圍內(nèi),機械沖擊能量會激起加速度傳感機器結(jié)構(gòu)的自振頻率這些響應(yīng)頻率作為載波頻率與滾動軸承的故暲頻率調(diào)制。沖擊能量的強度是脈沖振幅和重復(fù)率的函數(shù),由此沖擊引起能由加速度傳感器并且由***特的過濾和檢波電路加以處理,信號測量的大表示為所以當(dāng)滾動軸承出現(xiàn)故障時,其所產(chǎn)生的脈沖能量所激發(fā)的振能量會明顯增大。因此,尖峰能量在滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測中非常有效果。

　　不平衡、不對中和機械松動等旋轉(zhuǎn)機械常見故障頻率信號總是體現(xiàn)在機械轉(zhuǎn)速頻率并且集中在中低頻段(5Khz滾動軸承和齒輪等出現(xiàn)剝落裂紋、銹蝕、壓痕、內(nèi)外圏、保持架故障時,其運轉(zhuǎn)過程生非常尖銳的時域脈沖信號gSE采用高通濾波濾除一些低頻率的振動信號,即不平衠等故障頻率信號,而保留高頻率的滾動軸承故障信號分析。將濾波信號通過一個峰峰值波器,輸出信號是一鋸齒信號波形。對這一鋸齒形信號做進(jìn)一步處理,可得到峰值能量的通頻幅值(gSE值)和峰值能量譜(gSE頻譜)

　　由gSE譜可以確地看到滾動軸承缺陷部障頻率,gSE譜中大幅值譜線對應(yīng)的頻率f即是軸承出現(xiàn)故障部件的故暲頻率,比較標(biāo)故障特征頻率外圏BPFI內(nèi)圏BSF滾動體保持架),就可以判斷出軸承出現(xiàn)故障的部分。

　　包絡(luò)

　　包絡(luò)分析是故障診斷中有效的方法之一。它可以清楚地指示故障的位置以及嚴(yán)重程度。包絡(luò)分析法主要是通過選取有用的共振頻率區(qū),通過濾波、平移、變換,獲得包合故障頻率的低頻包絡(luò)信號,對此包絡(luò)信號進(jìn)行頻譜分析即可診斷出故障,亦稱包絡(luò)解調(diào)。包絡(luò)調(diào)解把與故障有關(guān)的信號從高頻調(diào)制信號中調(diào)解出來,從而避免與其他低頻干擾的混淆,具有很高的診斷可靠性和靈敏度包絡(luò)分析法的分析步驟是:

　　1、比較正常與故障信號功率譜,找出差值大點,作為截取頻段的依據(jù)。

　　2、畫出故障信號的頻譜圖,根據(jù)功率譜所截取的頻段對頻譜圖進(jìn)行濾波移位。

　　3、對所截取的信號幅值上翻倍、補零，長度變?yōu)閮杀丁?/p>

　　4、將復(fù)頻域信號變換到時域。

　　5、將時域信號做傅里葉變換到頻域。

　　6、提高頻域分辨率，做細(xì)化譜。