滾動軸承是各種旋轉機械中應用為廣泛的一種機械部件,也是易損壞的元件之一。旋轉機械的許多故障都與滾動軸承有關,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。據統計,在使用滾動軸承的旋轉機械中,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的監測及其故障診斷技術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,如CSl( Emerson)的 Peakvue, Entek( RockwelAutomation)的gSE,SKF的ESP(包絡)等,都是比較有效的檢測手段。

　　Peakvue技術原理

　　Peakvue技術是艾默生的***技術(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。當出現金屬之間發生摩擦或撞擊時,就會產生應力波。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生應力波。******技術 Peak Vue正是采集和監測這些短暫的應力波,獲得應力波的峰值及其出現的頻率,并轉換為頻譜進行分析。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。對絕大多數分析儀或數據采集器來說該時間為(2.56 X imax)的倒數。然而, Peak Vue采用了高速采樣技術,對于高通濾波后的信號每秒鐘的采樣點數量固定為10萬個。之后再對這些峰值(波形)進行采樣和處理,得到 Peakvue波形和頻譜。

　　Peakvue技術的優點

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

　　RockwelAutomation

　　峰能量(gSE)指滾動體撞擊微裂紋和缺陷所產生的振動能量的尖峰。振尖峰能量是這種重復的瞬態機械撞擊所產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檢測測振動能量。在這一高頻范圍內,機械沖擊能量會激起加速度傳感機器結構的自振頻率這些響應頻率作為載波頻率與滾動軸承的故暲頻率調制。沖擊能量的強度是脈沖振幅和重復率的函數,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滾動軸承出現故障時,其所產生的脈沖能量所激發的振能量會明顯增大。因此,尖峰能量在滾動軸承狀態監測中非常有效果。

　　不平衡、不對中和機械松動等旋轉機械常見故障頻率信號總是體現在機械轉速頻率并且集中在中低頻段(5Khz滾動軸承和齒輪等出現剝落裂紋、銹蝕、壓痕、內外圏、保持架故障時,其運轉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的頻率f即是軸承出現故障部件的故暲頻率,比較標故障特征頻率外圏BPFI內圏BSF滾動體保持架),就可以判斷出軸承出現故障的部分。

　　包絡

　　包絡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重程度。包絡分析法主要是通過選取有用的共振頻率區,通過濾波、平移、變換,獲得包合故障頻率的低頻包絡信號,對此包絡信號進行頻譜分析即可診斷出故障,亦稱包絡解調。包絡調解把與故障有關的信號從高頻調制信號中調解出來,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。

　　2、畫出故障信號的頻譜圖,根據功率譜所截取的頻段對頻譜圖進行濾波移位。

　　3、對所截取的信號幅值上翻倍、補零，長度變為兩倍。

　　4、將復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，做細化譜。