軸承振動信號的分析方法

A. 如何利用軸承振動信號的有效值和峰峰值來診斷軸承的故障

有效值適用於磨損類振動幅值隨時間緩慢變化的故障診斷
峰峰值適用於點蝕損傷類具有瞬時沖擊的故障診斷，且轉速較低的場合
此外，峭度和波峰因子對於診斷軸承故障比較有效。

B. 如何有效檢測軸承振動

然而，SKF軸承缺陷的唯一特性可以用有效的振動分析方法進行檢測和分析。引起SKF軸承故障的特殊頻串取決於故障軸承的幾何尺寸以及轉速，所需要的軸承的幾何尺寸通常是由生產廠家提供的。採用計算機程序計算所需要的頻率，並給出相應的軸承參數和轉速。應當注意，相同型號的軸承參數可隨生產廠家的不同而發生改變。 SKF軸承故障早期診斷的主要問題是引起的低振平，並常常被較高的振平所淹沒。如果採用一個振動表進行監測，則低振平就不能被檢測，不可預測的故障就會出現。一個很好的解決辦法就是定期使用動態信號分析儀對臨界工作狀態的機械進行監測。因為動態信號分析儀的高解析度和動態范圍能顯示出得成分為較高振平幅度的千分之一。早期檢測設備故障的其它益處是能說明故障引起的原因，因為設備故障到了後期就會出現擦傷，直到很明顯。固定的機器在過分的振動下引起剝蝕而被替換就是一個例子，如果已了解引起故障的原因，那些慢性故障就可以確定。SKF軸承的振動頻率能夠很好的傳送到機器外殼上（因為軸承很硬），測量的最好方法是採用加速度計或速度感測器。由於軸承是提供軸的支撐，對於判斷振動情況，對軸承的測量常常可以提供足夠的靈敏度（因為機器在這個方位上通常很靈活）。目前，測量軸承振動的感測器已經有了新的發展，包括高靈敏度的位移感測器，這種感測器可以測量軸承外圈實際缺陷，靈敏度是很高的，並能防止阻抗變化的影響，但安裝需要拆洗機器。所以在安裝使用之前一定要注意。

C. 軸承異響監聽

新的軸承裝上後發響的情況，或者軸承使用三兩年的也會遇到軸承發響，卻毫無頭緒，猶如熱鍋上的螞蟻般，焦急、煩惱，不懂軸承發響原因，不知道該如何去檢測，更找不到處理的辦法相信大家定都遇到過。這時候我們想到的定是退貨，但軸承發響定是產品的質量原因嗎？今天普瑞森就給大家分享些軸承異響的原因、檢測方法、存放方法，希望能幫到大家。

、正常運轉的軸承聲音

1、軸承若處於良好的連轉狀態會發出低低的嗚嗚或嗡嗡聲音。若是發出尖銳的嘶嘶音，吱吱音及其它不規則的聲音，經常表示軸承處於不良的連轉狀況。尖銳的吱吱噪音可能是由於不適當的潤滑所造成的。不適當的軸承間隙也會造成金屬聲。

2、軸承外圈軌道上的凹痕會引起振動，並造成平順清脆的聲音。

3、若是有間歇性的噪音，則表示滾動件可能受損。此聲音是發生在當受損表面被輾壓過時，軸承內若有污染物常會引起嘶嘶音。嚴重的軸承損壞會產生不規則並且巨大的噪音。

4、若是由於安裝時所造成的敲擊傷痕也會產生噪音，此噪音會隨著軸承轉速的高低而不同。

二、異常軸承響聲

<table cellspacing="0" cellpadding="0" font-size:17px;text-align:justify;"="" align="center" border="1" bordercolor="#333333" style="margin: 0px 0px 10px; padding: 0px; border-width: 1px 0px 0px 1px; border-spacing: 0px; border-collapse: collapse; background-color: rgb(255, 255, 255); border-top-style: solid; border-top-color: rgb(0, 0, 0); border-left-style: solid; border-left-color: rgb(0, 0, 0); width: 677px; font-family: 微軟雅黑; font-size: 15px; white-space: normal; color: rgb(62, 62, 62);">

聲音描述

征

發生原因

咋-咋響
嘎嘎 音質不隨回轉速度變化而變化（灰塵/異物）
音質隨回轉速度變化而變化（劃傷）

• 灰塵/異物

• 軌道面，滾珠，滾子表面粗糙

• 軌道面，滾珠，滾子表面劃傷

呲啦 小型軸承

• 軌道面，滾珠，滾子表面粗糙

呲啦—呲啦 斷斷續續，且有規則的發生

• 與密封圈部相接觸

• 與保持器及密封蓋接觸

嗚嗚響
嘀嘀
轟鳴響 因回轉速度變化，大小高低均改變。隨定速度回轉而聲音變大。也有近似警報或笛音的時候。

• 共振，配合不良（軸形狀不良）

• 軌道面變形

• 軌道面，滾珠，滾子波紋（大型軸承如出現輕度音的話，則屬正常）

嘎吱嘎吱 手動旋轉時的感覺

• 軌道面劃傷（規則的）

• 滾珠，滾子的劃傷（不規則）

• 灰塵/異物，軌道面變形（部分間隙為負）

隆隆響 大型軸承高速時出現連續音小型軸承

• 軌道面，滾珠，滾子表面劃傷

嗚—
嗡— 切斷電源時瞬間停止

• 馬達電磁音

吱啦吱啦 不規則發生（非回轉速度變化而變化），
主要為小型軸承

• 混入灰塵/異物

叮當叮當響 圓錐滾子軸承規則且高速的連續音大型軸承小型軸承

• 如保持器聲音清澈則為正常

• 如在低溫時潤滑脂由不適→柔和則為良好

• 因保持器內部磨耗，潤滑不足，軸承負荷不足的運轉。

唏啦嘩啦 低速時較明顯
高速時呈連續音

• 保持器內部的沖擊音，潤滑不足。減小內部間隙或預壓後異音消失。

• 如是所有滾子的話，則發生滾子間的沖擊音。

梆梆響 較大的金屬沖擊音
低速的薄壁大型軸承（TTB）等。

• 轉動體撕裂音

• 軌道輪變形

• 吱吱響

咣咣聲 主要是圓柱滾子軸承因回轉速度變化而變化，聲音大時可聽到金屬音。補充潤滑油後，時會停止。

• 潤滑油過稠

• 徑向內部間隙過大

• 潤滑油不足

摪摪聲 金屬間的咬合音
尖銳音

• 滾子軸承的滾子與擋邊咬傷

• 內部間隙過小小

• 潤滑油不足

呲啦 小型軸承發生的不規則聲音

• 潤滑油中的氣泡破裂音

啪嚓啪嚓 不規則吱吱響

• 配合部分的打滑

• 安裝面的吱響

• 鑰匙等的吱響

總的來說音壓過大

• 軌道面，滾子，滾珠表面粗糙

• 因摩擦使軌道面，滾子，滾珠變形

• 因摩擦使內部間隙過大

當然還有以下幾種噪音出現

►大的金屬噪音

原因1：異常負荷，對策：修正配合，研究軸承游隙，調整與負荷，修正外殼擋肩位置。

原因2：安裝不良，對策：軸、外殼的加工精度，改善安裝精度、安裝方法。

原因3：潤滑劑不足或不適合，對策：補充潤滑劑，選擇適當的潤滑劑。

原因4：旋轉零件有接觸，對策：修改曲路密封的接觸部分。

►規則雜訊

原因1：由於異物造成滾動面產生壓痕、銹蝕或傷痕，對策：更換軸承，清洗有關零件，改善密封裝置，使用干凈的潤滑劑。

原因2：（鋼滲碳後）表面變形，對策：更換軸承，注意其使用。

原因3：滾道面剝離，對策：更換軸承。

►不規則雜訊

原因1：游隙過大，對策：研究配合及軸承游隙，修改預負荷量。

原因2：異物侵入，對策：研究更換軸承，清洗有關零件，改善密封裝置，使用干凈潤滑劑。

原因3：球面傷、剝離，對策：更換軸承。

五、軸承的正確存放方法

1、保持原有包裝，不得任意打開，如果發現包裝損壞，須打開認真清洗，重新塗油包裝。

2、貯藏室的相對濕度不能超過60%，溫差不能過大，放在原包裝中的軸承就可存放數年。密封軸承或帶防塵罩的軸承，經長期存放後，軸承中填充的潤滑脂的潤滑性可能會降低。

3、貯藏室也應防震動和搖動。未存放在原包裝中的軸承應妥善保存，嚴禁軸承與腐蝕性的東西放在起，防止受到腐蝕與污染。

4、大型滾動軸承存放時只能平放，內外圈的側面 好部受到支撐。如果直立存放，由於內外圈和滾動部件較重，而內外圈壁相對較薄，可能會造成永 久變形。

D. 滾動軸承 振動(速度)測量方法標准

標准編號:GB/T 7813-2008
標准名稱:滾動軸承 剖分立式軸承座 外形尺寸
標准狀態:現行
英文標題:Rolling bearings - Split type plummer block housings - Boundary dimensions
替代情況:替代GB/T 7813-1998
實施日期:2008-8-1
頒布部門:中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標准化管理委員會
內容簡介:本標准規定了二螺柱和四螺柱剖分立式軸承座的外形尺寸。本標准適用於調心球軸承和調心滾子軸承，供製造廠設計和用戶選型。

E. TIMKEN軸承滾動軸承的振動和溫度進行檢測的方法

1、美國TIMKEN埋刮板給煤機軸承的振動
滾動軸承振動對軸承的損傷很敏感，例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等直線振動篩都會在進口軸承振動測量中反映出來，所以，通過採用特殊的軸承振動測量器(頻率分析器等)可測量出振動的大小，通過頻率分不可推斷出異常的具體情況。測得的數值因軸承的使用條件或感測器安裝位置等而不同，因此需要事先對每台機器的測量值進行分析比較後確定判斷標准。
2、滾動T三元超聲波圓振篩IMKEN進口軸承的溫度
板式給料機滾動軸承的溫度，一般有軸承室外面的溫度就可推測出來，如果利用油孔能直接測量軸承外圈溫度，則更位合適。
通常，軸承的溫度隨著軸承運轉開始慢慢上升，1-2小時後達到穩定狀態。軸承的正常溫度因機器的熱容量，散熱量，轉慣性振動輸送機速及負載而不同。如果潤滑、安裝部合適，則軸承溫都會急驟上升，進口滾動軸承會出現異常高溫，這時必須停止運轉，採取必要的防範措施。
使用熱感器可以隨時監測軸承的工作溫高效重型振動篩度，並實現溫度超過規定值時自動報警或停止防止燃軸事故發生。
高溫經常表示軸承已處於異常情況。高溫也有害於軸承的潤滑劑。有時軸承過熱可歸諸於軸承的潤滑劑。若軸承在超過125℃的溫度長期連轉會降低軸承壽命。活化給煤機引起高溫TIMKEN進口軸承的原因包括：潤滑不足或過分潤滑，潤滑劑。內含有雜質，負載過大，軸承損環，間隙不足，及油封產生的高磨擦等等。
因此連續性的監測軸承溫度是有必要的，無論是量測軸承本身或其它重要的零件。如果是在運轉條件不變的情況下，任何的溫度改變可表示已發生倉壁振動器故障。
美國TIMKEN軸承溫度的定期量測可藉助於溫度計，例如skf數字型板式輸送機溫度計，可精確的測軸承溫度並依℃或華氏溫度定單位顯示。
對於重要性的軸承，意謂著當其損壞時，會造成設備的停機，因此這類軸承最好應加裝溫度探測器。
正常情況下，進口軸承在剛潤滑或再潤滑過後會有自然的溫度上升並且持續一或二天。
西安珺馳動力設備有限公司

F. 汽車軸承故障判斷的幾種方法

一、首先把軸承放入汽油中清洗，擦去殘留在汽車軸承上的油泥和灰塵，凡是有銹跡的軸承都用金相砂紙輕輕擦拭磨光，直至用手摸無粗糙感為止。
二、用干碎布將清洗後的軸承抹乾，再放入防銹油中浸泡。在此過程中，要將軸承完全地與防銹油接觸，並不停轉動軸承，這樣才能使防銹油形成的油膜覆蓋在軸承的表面，達到防銹的目的。
三、接下來用鋰基脂均勻地塗在軸承的表面，包括內外圈、輪子、保持架。並且是邊抹邊轉動汽車軸承，使黃油真正進入軸承內部，起到充分潤滑作用。
四、最後一道工序是包裝。為了節約成本，我們「變廢為寶」，將倉庫報廢的水泥包裝袋，裁剪成大小合適的包裝袋，將軸承包緊、包好，標注好軸承的規格型號後放回貨架上存放。
軸承元件的工作表面出現疲勞剝落、壓痕或局部腐蝕時，軸承運行中會出現周期性的脈沖信號。這種周期性的信號可有安裝在軸承座上的感測器（速度型或加速度型）來接收，通過對振動信號的分析來診斷汽車軸承的故障。
特點：振動診斷技術應用廣泛；可實現在線監測；診斷快，診斷理論已成熟。
應用范圍：特別適合旋轉機械中軸承的故障監測。
軸承磨損顆粒與其工作狀況有密切的聯系。將帶有磨損顆粒的潤滑油通過一強磁場，在強磁場的作用下，磨粒按一定的規律沉澱在鐵譜片上，鐵譜片可在鐵譜顯微鏡上作定性觀察或在定量儀器上測試，據此判斷軸承的工作狀況。
特點：機器無需解體；投資低，效果好；能發現汽車軸承的早期疲勞失效；可做磨損機理研究。
應用范圍：適用於用潤滑油潤滑的軸承的故障診斷，對於用脂潤滑的軸承較困難。
三、油膜電阻診斷技術
潤滑良好的軸承，由於油膜的作用，內、外圈之間有很大的電阻。故通過測量軸承內、外圈的電阻，可對軸承的異常作出判斷。
特點：對不同的工況條件可使用同一評判標准。對表面剝落、壓痕、裂紋等異常的診斷效果差。
應用范圍：適用於旋轉軸外露的場合。
四、光纖監測診斷技術
光纖監測是一種直接從汽車軸承套圈表面提取信號的診斷技術。用光導纖維束製成的位移感測器包含有發射光纖束和接收光纖束。光線由發射光纖束經過感測器端面與軸承套圈表面的間隙反射回來，由接收光纖束接收，經光電元件轉換成電信號，通過對電信號的分析處理，可對軸承工況作出評估。
特點：光纖位移感測器靈敏度高；直接從汽車軸承表面提取信號，提高了信噪比；可直接反映滾動軸承的制
造質量、表面磨損程度、載荷、潤滑和間隙情況。
應用范圍：適用於可將感測器安裝在軸承座內的機器。

G. 滾動軸承正常振動信號如何分析

大數據量高速採集進行頻譜分析，頻譜不包含滾動軸承的故障特徵頻率（內圈、外圈、保持架和滾動體），特別是不能有明顯的軸頻的邊頻成分。

H. 如何利用頻譜進行振動分析（軸承和齒箱）

完整的程序
%寫上標題
%設計低通濾波器：
[N,Wc]=buttord()
%估算得到Butterworth低通濾波器的最小階數N和3dB截止頻率Wc
[a,b]=butter(N,Wc); %設計Butterworth低通濾波器
[h,f]=freqz(); %求數字低通濾波器的頻率響應
figure(2); % 打開窗口2
subplot(221); %圖形顯示分割窗口
plot(f,abs(h)); %繪制Butterworth低通濾波器的幅頻響應圖
title(巴氏低通濾波器'');
grid; %繪制帶網格的圖像
sf=filter(a,b,s); %疊加函數S經過低通濾波器以後的新函數
subplot(222);
plot(t,sf); %繪制疊加函數S經過低通濾波器以後的時域圖形
xlabel('時間 (seconds)');
ylabel('時間按幅度');
SF=fft(sf,256); %對疊加函數S經過低通濾波器以後的新函數進行256點的基—2快速傅立葉變換
w= %新信號角頻率
subplot(223);
plot()); %繪制疊加函數S經過低通濾波器以後的頻譜圖
title('低通濾波後的頻譜圖');
%設計高通濾波器
[N,Wc]=buttord()
%估算得到Butterworth高通濾波器的最小階數N和3dB截止頻率Wc
[a,b]=butter(N,Wc,'high'); %設計Butterworth高通濾波器
[h,f]=freqz(); %求數字高通濾波器的頻率響應
figure(3);
subplot(221);
plot()); %繪制Butterworth高通濾波器的幅頻響應圖
title('巴氏高通濾波器');
grid; %繪制帶網格的圖像
sf=filter(); %疊加函數S經過高通濾波器以後的新函數
subplot(222);
plot(t,sf); ;%繪制疊加函數S經過高通濾波器以後的時域圖形
xlabel('Time(seconds)');
ylabel('Time waveform');
w; %新信號角頻率
subplot(223);
plot()); %繪制疊加函數S經過高通濾波器以後的頻譜圖
title('高通濾波後的頻譜圖');
%設計帶通濾波器
[N,Wc]=buttord([)
%估算得到Butterworth帶通濾波器的最小階數N和3dB截止頻率Wc
[a,b]=butter(N,Wc); %設計Butterworth帶通濾波器
[h,f]=freqz(); %求數字帶通濾波器的頻率響應
figure(4);
subplot(221);
plot(f,abs(h)); %繪制Butterworth帶通濾波器的幅頻響應圖
title('butter bandpass filter');
grid; %繪制帶網格的圖像
sf=filter(a,b,s); %疊加函數S經過帶通濾波器以後的新函數
subplot(222);
plot(t,sf); %繪制疊加函數S經過帶通濾波器以後的時域圖形
xlabel('Time(seconds)');
ylabel('Time waveform');
SF=fft(); %對疊加函數S經過帶通濾波器以後的新函數進行256點的基—2快速傅立葉變換
w=( %新信號角頻率
subplot(223);
plot(')); %繪制疊加函數S經過帶通濾波器以後的頻譜圖
title('帶通濾波後的頻譜

I. 振動信號的分析方法有哪些

由於現代機械繫統日益復雜化
、
大型化
，
振動信號采
集過程中
，
安裝在機械繫統外部的感測器所採集到的信號
實際上是多個振動源的混合
，
針對這一復雜情況
，
人們提
出了應用多元統計方法處理信號問題
，
其中常用的多元統
計分析方法包括
：
主分量分析
（
Principal
Component
Analy-
sis
，
PCA
）
、
獨立分量分析
（
Independent
Component
Analy-
sis
，
ICA
）
、
核主分量分析
（
Kernel
Principal
Component
Anal-
ysis
，
KPCA
）
和
盲
源
分
離
（
Blind
Separation
of
Sources
，
BSS

J. 使用matlab對故障軸承振動信號去噪

% 將以下程序到matlab編輯器中運行，或直接在工作區運行即可

fs = 20e3; % 采樣頻率
fn = 3e3; % 固有頻率
y0 = 5; % 位移常數
g = 0.1; % 阻尼系數
T = 0.01; % 重復周期
N = 4096; % 采樣點數
NT = round(fs*T); % 單周期采樣點數
t = 0:1/fs:(N-1)/fs; % 采樣時刻
t0 = 0:1/fs:(NT-1)/fs; % 單周期采樣時刻
K = ceil(N/NT)+1; % 重復次數
y = [];
for i = 1:K
y = [y,y0*exp(-g*2*pi*fn*t0).*sin(2*pi*fn*sqrt(1-g^2)*t0)];
end
y = y(1:N);
Yf = fft(y); % 頻譜
figure(1)
plot(t,y);
axis([0,inf,-4,5])
title('軸承故障模擬信號時域波形圖')
xlabel('Time(s)')
ylabel('Amplitude')
figure(2)
f = 0:fs/N:fs-fs/N;
plot(f/1e3,abs(Yf));
xlabel('Frequency(KHz)');
ylabel('\itY\rm(\itf\rm)')
title('軸承故障模擬信號幅度譜圖')