（1）滚动轴承的机械故障诊断

　　

　　滚动轴承的失效形式：

　　

　　磨损失效--各元件相互摩擦或杂质进入产生磨损。

　　

　　疲劳失效--交变应力或润滑不良造成表面剥落、脱皮。

　　

　　断裂失效--热处理不良或冲击载荷造成碎珠或轴承套开裂。

　　

　　压痕失效--装配不当或过载冲击。

　　

　　旋转机械故障的30%由于轴承失效引起的，所以对轴承振动分析尤其重要，大量的旋转机械传动中滚动轴承是主要的传动支承形式之一。

　　

　　①冲击脉冲法

　　

　　滚动轴承中的元件在旋转时受到载荷的作用发生脉冲振动，当轴承失效脉冲能量增加数十倍甚至百倍，因此脉冲能量的强弱代表滚动轴承的运行状态。主要的检测仪器是冲击脉冲仪。测量单位为分贝dB。

　　

　　0~20dB--无损伤。

　　

　　20~35dB--有损伤，工作能力降低。

　　

　　35~50dB--有可见损伤，处于不良状态需检修。

　　

　　60dB--轴承处于破坏期。

　　

　　②振动检测法

　　

　　滚动轴承在滚动状态下，产生的冲击脉冲是一种激振力，这种激振力就会产生振动。而检测振动信号比较容易，通过测定震动故障的频率，分析出振动成分，同时计算出滚动轴承各个元件的固有频率，加以比较判断，诊断滚动轴承单个元件的失效形式。

　　

　　（2）TPM管理培训公司对于齿轮的故障诊断

　　

　　据统计，齿轮失效引起的转动机械故障占10.3%，而齿轮箱的故障在齿轮故障中占60%以上。

 

机械故障诊断

　　

　　①齿轮的常见主要故障

　　

　　轮齿断裂41%

　　

　　齿面划痕10%

　　

　　齿面疲劳31%

　　

　　齿面磨损10%

　　

　　其它8%

　　

　　②齿轮故障诊断方法

　　

　　齿轮的信号比较复杂，在传递信号过程中经过的环节比较多，如信号由齿轮--轴--轴承--轴承座--测量点，高频信号在传递过程中大多丧失。齿轮故障诊断要借助于细致的信号分析技术，提取有效故障特征。

　　

　　采用的分析技术有功率频谱诊断法、细化频谱诊断法、倒频谱诊断法。通过计算机分析软件加以分析处理。

　　

　　（3）旋转机械的故障诊断

　　

　　旋转机械是机械设备中的主要的类型之一，涵盖的种类非常多，例如机床、泵类、电机、压缩机、汽轮机、车辆等等，还有由多个机械组成的整套机组，如电机＋齿轮箱＋压缩机；电机＋齿轮箱＋压缩机＋蒸汽轮机＋燃气轮机；另外有各种自动生产线。机械设备的大型化、连续化、自控化、高速、苛刻度高、结构复杂等的发展趋势，致使设备的管理难度越来越大，一旦发生停机故障就会造成巨大经济损失，甚至发生安全事故。为了早期发现设备故障，找出故障产生的部位，故障的恶化程度，预报故障的劣化趋势，所以设备的状态监测和故障诊断技术得到迅速发展，应用于工厂生产现场，取得大量的实际经验，伴随着诊断理论的开发，使设备故障诊断工程逐步形成一门新兴学科。

　　

　　状态监测和故障诊断技术的广泛应用，尤其是在线监测网络和计算机专家诊断系统，使故障能够得到早期预报和及时处理，避免了设备的突发性停车，减少企业的经济损失。当然监测及诊断设备价格昂贵，需要专业技术人材来运行和掌握，还要与电气、机械、自控、生产工艺等专业技术人员共同分析处理，加以综合判断，才能正确找出的故障原因和做出科学的决策。

　　

　　设备故障诊断技术的实施主要包括三个环节，一是信息的采集，二是信号的处理和转换，三是对设备的状态进行识别、判断和预报。

　　

　　①信号的采集

　　

　　信息的采集是设备故障诊断的基础，故障信号的采集是通过振动传感器来实现。振动传感器是将机械振动量转换为电压信号。传感器的类型和安装，要根据被测机器的特点和监测需要确定。

　　

　　②信号的确认

　　

　　机器在运行中，经常会出现报警信号，设备可能产生异常情况，也可能是仪表或检测探头失灵，因此要求对信号通过多种途径进行确认，如对仪器及线路进行检查，用信号对比的方法来确认信号的可信性。

　　

　　③信号的预处理

　　

　　信号的预处理的目的在于提高信号的可靠性和数据的精度，其技术核心是提高信号的信噪比，即排除其他设备或部件的振动干扰，电气信号的干扰，噪音干扰和传感器失灵等。

　　

　　④信号的变换

　　

　　由传感器拾取的振动信号包含了机器状态的大量信息，但是当振动比较复杂时，振动波形比较杂乱。通过信号处理技术，使其形象直观、清晰和大小分明。信号变换和处理技术根据需要分别按幅值、时间和频率域进行。

　　

　　⑤常用的振动信号分析方法

　　

　　波形分析法--时间波形是最原始的振动信息，波形分析具有简捷和直观的特点，根据明显特征的波形，可对设备故障做出初步判断。

　　

　　轨迹分析法--旋转轴轴心相对于轴承座的运动轨迹，直观反映了转子瞬时运动状态，在正常情况下，轴心轨迹稳定，每次转动循环的轨迹基本上相互重合。如果轴心轨迹紊乱，形状和大小不断变化，说明转子运行状态不稳定。

　　

　　轴心位置分析--轴心在轴承中的位置以及偏位角是评判转子平稳性的重要参数。在正常工作状态下，润滑油的油楔压力将转子平稳托起。当轴承间隙过大或轴承严重磨损，轴心位置明显下沉。轴承润滑油的变化，轴承缺陷等故障，偏位角就会发生变化。

　　

　　频谱分析法--频谱分析是设备故障诊断中最常用的方法。频谱分析的目的就是将构成信号的频谱各种成分分解，以便识别产生振动的振源。首先分解频谱的构成，然后找出主振成分并进行分析，做频谱对比以发现异常状态，特别在分析和诊断过程中，不仅要注意各分量的绝对值的大小，还应注意振动的发展变化趋势，因为一些较小的频率成分甚至微弱的频率分量，可能增长很快，表明故障在发展。

　　

　　⑥全息分析法

　　

　　频谱分析方法是现场设备故障分析采用很多的传统的分析方法，但是故障与谱图并不存在着一一对应的关系。全息谱将被忽略的相位信息充分加以利用，并对两个空间距离相距90°的传感器的信号进行集成处理。应用于大型机组的故障诊断，效果十分明显。

　　

　　⑦机器的启动和停车过程分析

　　

　　在机器启动和停车的过程中，转子经历了各种转速和变化，其振动信号是转子系统对转速变化的响应，反映出转子动态特性和故障征兆，能获得平时难以得到的信息，所以起停过程分析是检测转子的一项重要工作。

　　

　　（4）常见的振动故障模式

　　

　　常见的振动引起的故障主要有以下几种：

　　

　　齿轮机械故障诊断；对轮不对中；轴瓦松动；电磁激振；参数激振；摩擦；转子不对中；热弯曲；初始弯曲；部件脱落；原始不平衡；轴瓦不稳定；气流激振；油膜震荡；半速涡动。