1 时域参数指标在轴承故障诊断中的判据
通过对长期现场使用时域参数指标诊断实例和事故经验的总结, 归纳出一些诊断判据。
(1) 有效值:即均方根值, 由于有效值是对时间的平均, 所以, 对具有表面裂纹无规则振动波形的异常较敏感, 可对其测量值做出恰当的评价。
(2) 峰值:是在某个时间内振幅的最大值。它对瞬时现象也可得出正确的指示值。特别是初期阶段轴承表面剥落, 非常容易由峰值的变化检测出来。而且, 它对滚动体, 保持架的冲击及突发性外界干扰或灰尘等原因引起的瞬时振动比较敏感, 测量值的变化范围可能很大。
(3) 峰值指标:表示波形是否有冲击的指标。一般说来, 正常轴承振动的峰值指标范围为4到5之间。当滚动轴承出现剥落、裂纹、碎裂时, 峰值指标达到10以上。所以用该方法也较容易对滚动轴承的异常做出判断。
该方法的最大特点是:由于波峰的值不受轴承尺寸、转速及负荷的影响, 所以正常异常的判断可非常单纯地进行;此外, 峰值指标不
(4) 峭度指标:峭度指标是不够敏感的低阶矩与较敏感的高阶矩之间的一个折中特征量, 如果轴承圈出现裂纹, 滚动体或轴承边缘剥裂等在时域波形中都可能引起相当大的脉冲度, 用峭度指标作为故障诊断特征量是有效的。正常的峭度指标数值为3, 通常情况下, 当峭度指标大于4.5时, 可以判断轴承部件出现了故障。
(5) 当时间信号中包含的信息不是来自一个零件或部件, 而是属于多个元件时, 如在多级齿轮的振动信号中往往包含有来自高速齿轮、低速齿轮以及轴承等部件的信息, 在这种情况下, 可利用下列一些无量纲示性指标进行故障诊断或分析:波形指标, 脉冲指标, 裕度指标。
对敏感报警参数主要以峭度指标、波形指标及脉冲指标为主。对设备状态综合分析时, 同时需要考虑其他时域指标, 如峭度指标和裕度指标同时增大, 应该考虑是否是负载加载或者释放, 传动零件间隙过大 (松动) 。当脉冲指标与峭度指标同时升高, 而裕度指标变化不大时, 可以断定是轴承故障。通过现场长期数据积累与分析, 这些诊断判据都是十分有效的。
对上述无量纲指标在不同状态下的数值归纳如下表1[1]。
2 诊断应用实例
实例如下。
设备名称:某棒材厂14架轧机一轴的轴向轴承。
采样时间:2005-06-20 11:50:20。
运行转速:1020转/分。
采样频率:12800赫兹。
时域波形如图1、表2。
从时域指标中可能看到, 脉冲指标及峭度指标分别是10.27与154.6, 而正常的脉冲指标和峭度指标都为3。可能有这样的结论:该轧机一轴轴承内圈或者保持架可能存在故障。事后经检查确认, 该部位轴承保持架断裂。
3 结语
轴承故障的时域诊断特别要注意检测参数的选择。对低速重载设备, 应该选择速度参数, 对转速大于980r/min的设备, 应该选择速度与加速度两个参数分别检测, 速度参数反映振动能量的大小, 加速度观察冲击脉冲, 不管是高速还是低速设备的检测分析, 数据一定要在无负载状态下测量。
摘要：滚动轴承是机械设备中最常见的零部件, 其运行状态直接影响到整台机器的功能。本文通过时域参数指标对轴承故障进行诊断。
关键词：时域参数指标,峰值指标,峭度指标
参考文献
[1] 王武秀, 农玉娣.应用无量纲幅域参数诊断齿轮箱故障[J].中国设备管理, 1996, 1:22～24.