[发明专利]加速度四个阶段频率轴承故障诊断法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金机械领域中高速旋转机械设备故障诊断方法，特别是涉及一种加速度四个阶段频率轴承故障诊断法。

背景技术

本发明涉及滚动轴承是各种机械中应用最广泛的通用部件，其运行状态良好与否直接影响整台机器的性能、寿命、功能和效率，一旦出现故障，轻则会影响机器的正常运行，重则将导致设备损坏而造成机组停机。同时，滚动轴承又是机械设备中的易损件，约有三分之一的旋转机械故障是由滚动轴承引起的。因此，及时发现滚动轴承故障征兆，准确预测轴承寿命和故障发展情况，有利于提前做好生产维修安排和计划，维护机器设备的安全运行。通常，滚动轴承故障诊断是通过测取、分析与处理能够反映轴承工作状态的信号，从而识别滚动轴承的工作状态。级超过标准要求，就是轴承出现了问题。内部原因是：钢球或和滚道圆度、波纹度以及粗糙度不合格，清洁度差，润滑不良等等，外部原因：安装不当、污染、补充润滑不良、负荷偏载或过载、机架共振等等。

现有滚动轴承故障诊断的方法及局限性

从七十年代开始，出于对预防预知的渴求，工程技术人员经过不懈的努力，发现和创造了很多种监测诊断滚动轴承故障的技术，如振动信号分析诊断、声发射诊断、油液分析诊断、光纤监测诊断等。它们各具特点，其中振动信号分析诊断技术应用最为广泛，但经过实践检验发现即使是科学理论最完备的振动频率诊断法也有其无法回避的局限性，仍需补充和完善。

1.滚动轴承故障振动诊断方法:

① 滚动轴承故障的简易振动诊断法

 振动信号幅值诊断法

 波形因数诊断法

 波峰因数诊断法

概率密度诊断法

峭度系数诊断法

简易振动诊断法的局限性：适用于所有轴承的判定标准是不存在的；对于轴承不是主要振源的设备（如齿轮箱）和冲击干扰严重的设备，将极大的影响诊断的准确性；不能实现轴承的精密诊断。

②共振解调法（IFD）

共振解调法的局限性：共振解调法对早期故障的发现有效，但当故障发展到中后期共振解调成分越来越弱，直至消失，所以共振解调对轴承寿命的判断是受到限制的。

③传统的滚动轴承故障频率诊断法

滚动轴承故障的频率分析诊断法的局限性：传统的滚动轴承故障频率诊断法其本质是实测的故障频率与理论计算的故障频率相比较,从而判断“有”或“无”的过程。假如不知道轴承型号，无法计算轴承故障频率，将不能应用此方法；同时理论故障频率和实际故障频率的偏差也将影响诊断结果。计算结论的成立建立在以下的假设基础上：忽略负荷、安装正确、润滑良好、滚动体只有滚动运动没有滑动运动。然而，在实际工作中这种理想状态是不存在的，理论上所作的假设正是滚动轴承处于故障时所应有的相反状态，也就是说，“传统诊断法”理论依据的前提假设在实际工作中刚好相反。

2.冲击脉冲法

冲击脉冲法的局限性：冲击脉冲法在现场使用之中往往由于经验不足、对设备工况条件考虑不周到造成诊断失误。

3.声发射诊断法

声发射诊断法的局限性：由于声发射诊断方法对滚动轴承的故障信息能有效地进行识别，近年来在生产中有了很大发展，但它需要较昂贵的专用设备，现对应的判定标准还不完善，在生产中应用受到一定影响。

4.油液分析诊断

润滑油理化指标的检测

污染度测试

发射光谱分析油液中金属元素含量

红外光谱分析

铁谱分析

油液分析诊断的局限性：以上列举的五种手段分别是从不同的角度对轴承用油进行检测的。应当指出，为提高轴承故障诊断的准确性，应该对油液实施全面的检测，只使用一种或两种手段虽然可以得到一些甚至是明显的或总要的信息，但毕竟不够全面，有时会错过最佳预报时机，给设备和生产带来难以弥补的损失。

光纤监测诊断法

光纤监测诊断法的局限性：该方法的特点是直接观察，但操作极为不便。

6.温度诊断法

温度诊断法的局限性：当温度有明显的变化时，故障一般都达到了相当严重的程度，因此无法早期发现故障。

7.间隙测定诊断法

间隙测定诊断法的局限性：间隙测定法对轴承磨损、电蚀的诊断虽然是有效的，但不常用，也不适用。

8．加速度四个阶段频率轴承故障诊断法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题而提供一种加速度四个阶段频率轴承故障诊断法，能够发现轴承早、中、晚期故障信号。

本发明的技术方案如下：