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你的滚动轴承进行过振动监测吗?
分类：技术动态 颁布功夫：2023-01-17 14:24 浏览量：2820

随着对现有工厂资产的要求越来越高
，无论是在更高的产量还是更高的效能方面
，相识何时起头出现问题的需要变得比以往任何时辰都越发沉要。

随着工厂和设备变得越来越复杂和自动化
，必要有一个结构合理、资金充足的守护战术。有必要正确理解设备的运行情况
，以便实现工厂产量和效能的提高。

滚动轴承

险些所有类型的旋转设备都使用滚动接触轴承来定位并允许轴的精确旋转。在运行过程中
，设备的靠得住性在很大水平上取决于所选轴承的类型以及所有有关部件（即轴、轴承座、垫片、螺母等）的精度。轴承工程师通常使用委顿作为正常故障模式
，基于轴承正确装置、操作和守护的如果。

今天
，由于造作技术和资料的改进
，通常与次表表应力有关的轴承委顿寿命不是限度成分
，可能占服务故障的不到3%。

不幸的是
，由于传染、光滑不良、不合钟注极端温度、共同不良、不平衡和不合中
，很多轴承在使用中过早失效
，这些成分都可能导致轴承振动增长。状态监测已经使用多年
，用于在轴承产生苦难性故障之前检测其退化
，并导致；蚧灯渌考严沉败坏的有关成本。

振动监测

振动监测可能是使用最宽泛的预测性守护技术
，除少数例表
，能够利用于各类旋转设备。由于滚动体的质量通常比机械的质量幼
，因而产生的速度通常很幼
，导致轴承箱的运动更幼
，使振动传感器难以检测到。

机械振动来自很多起源
，例如轴秤注齿轮、不平衡等
，即便是很幼的振幅也会对整个机械振动产生严沉影响
，具体取决于传递函数、阻尼和共振。每个振动源都有自己的特点频率
，能够阐发为离散频率或总和和/或差频率。

在低速下
，依然能够使用振动
，但必要更大水平的审慎和经验
，其他技术
，如丈量轴位移或声发射（AE）可能会产生更有意思的了局
，只管前者并不总是容易利用。此表
，固然AE能够检测到病情的变动
，但它的诊断能力有限。

振动监测现已成为很多预测性守护造度中宽泛接受的一部门
，并依赖于滚动轴承在滚动表表退化时阐发出的多所周知的特点振动特点。然而
，在大无数情况下
，轴承振动无法直接丈量
，因而轴承振动特点由机械结构扭转
，并且机械上其他设备的振动（即电动机、齿轮、皮带、液压系统、结构共振等）使这种情况进一步复杂化。

这通常使振动数据的诠释变得难题
，除非由训练有素的专家诠释
，并且在某些情况下可能导致误诊
，从而导致不用要的机械；Ψ蚝统杀。

风力涡轮机传动系统

基于振动的状态监测系统已经成熟
，用于监测风力涡轮机传动系统（转子、齿轮箱和发电机）在运行期间的机械状态。然而
，来自此类设备的振动信号可能极度复杂
，由于它们通常蕴含很多分歧的轴承类型和齿轮
，其中可能蕴含多级行星系统。有时
，这会使问题的检测和诊断变得极度难题
，并且通常必须使用几种分歧的技术来诊断问题。

振动监测还可用于在装置前评估传动系部件的情况。因而
，多年来
，舍弗勒英国公司在风力涡轮机齿轮箱和发电机装置这些系统之前
，对这些系统进行了一系列深刻的振动监测钻研。

风力涡轮机齿轮箱钻研

滚动轴承的造作精度很高
，并且极度把稳滚动表表的几何精度、状态和表表光洁度。因而
，所有有关的轴承部件（即轴、轴承座、垫片等）都必须依照这些高尺度造作
，这一点很沉要。此表
，使用正确的工具在清洁和受控的环境中组装轴承和有关部件也至关沉要
，由于若是不这样做
，可能会严沉影响轴承的机能和靠得住性。

组装大型齿轮箱是一项纯熟的工作
，在装配过程中发现轴承滚动表表受到一些败坏的情况并不少见。

固然很容易造成败坏
，但若是不进行某种大局的操作测试
，险些不成能检测到它。这通常采取的大局是在一系列操作前提下在专用测试台上运行变速箱。在某些情况下
，只能丈量工作温度以确保齿轮箱的质量
，但这通常是不够的
，轴承滚动表表的任何败坏都可能未被发现。

从齿轮箱上的各个地位（例如输入轴、中央轴和输出轴）获得的振动丈量通常是最佳步骤
，能够检测到轴承或齿轮的任何败坏。

这种振动丈量的示例如图30所示。作为舍弗勒英国钻研的一部门
，一台1.2MW的齿轮箱在专用的试验台上以1500rpm的速度运行
，并在齿轮箱表壳的分歧地位获得振动丈量。

图：30a

从靠近高速轴（HSS）的表壳获得的振动谱如图30所示。

高速轴 （HSS） 上的 NU228 型圆柱滚子轴承推算出的 BPFI（内圈球通过频率）为 271.26Hz
，频谱中存在的是 270.64Hz 的大振幅振动
，与推算的频率十吩欹配。270.64Hz 振动的两侧是轴转速 （fs = 25Hz） 下的几个边带。在包络频谱（图30（b））中
，BPFI在272.50Hz时也很显著
，以及三次谐波（817.52Hz）。

图： 30b

这批注内圈滚路上可能存在一些败坏
，并且BPFI没有任何显著的谐波批注败坏是相当部门的。功夫信号的脉冲个性进一步支持了这一点
，图31（a）显示了输出转速（40ms
，25Hz）下的脉冲。

图：31 a&b

图31（b）显示了扩大功夫信号
，其中在内圈旋转一圈期间
，滚子与缺点的接触清澈可见（~3.52-3.9ms）。

了局
，齿轮箱被拆卸和查抄
，在NU228型圆柱滚子轴承的内圈滚路上发现终部门故障。

这种败坏产生在装配过程中
，最可能的原因是内圈和表圈/滚子之间的未对准
，由于内圈轴和表圈表壳对齐并组装在一路。

在试验台上运行齿轮箱期间
，所有工作温度都是正常的
，若是没有振动丈量
，这种败坏将无法检测到。这种败坏会导致变速箱的使用寿命缩短和过早失效。在这种情况下
，具体的振动分析的价值是不言而喻的;从长远来看
，这可以为客户节俭功夫、金钱和名誉。

其他钻研

其他振动监测钻研由舍弗勒英国公司进行
，其了局能够在一份齐全的34页汇报中查看。这些钻研蕴含在交付给客户之前对2MW风力发电机上的滚动轴承进行振动监测。此表
，通过与很多分歧的铁路车队运营商亲昵合作
，舍弗勒英国公司进行了六项独立的振动监测钻研
，以评估牵引电机的情况
，而无需从列车转向架上拆下设备。这些钻研是在各类高速客运列车上进行的
，涉及各类牵引电机品牌和尺寸
，从8MW高速列车到轻轨车辆。