轴承振动与位移检测系统

空分旋转机械轴承振动与位移检测系统

一．简介

1．型号与厂家：

型号：3300系列。（3300-12，3300-03，3300-16，3300-20）

厂家：美国本特利公司（内华达州）。

2．组成：

2-1电涡流非接触式传感器：

2-1-1 工作原理：通过传感器顶端部线圈与被测物体（导电体）间的间隙变化来测量物体的振动和静位移的。

原理简要介绍：在传感器的端部有一线圈，线圈通以频率较高（一般为1MHz~2MHz）的交变电压。当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，是导体的表面层感应出一涡流，而这一涡流所形成的磁通链又穿过原线圈。这样，原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感。耦合系数的大小又与二着之间的距离及导体的材料有关。即间隙增加，谐振频率下降。为了将这一谐振频率的变化转变为某一电压的变化，在线路中引进一分压电阻。

下图所示为电涡流传感器系统响应特性曲线：

2-1-2安装注意事项：

(1)在安装涡流传感器时，要注意平均间隙的选取。平均间隙选在线性段的中点，这样，在平均间隙两边容许有最大的动态振幅（不同大小直径的探头线性范围不同）使探头表面与被测物表面之间的不断变动的距离，始终在线性范围之内。

（2）在测轴振时，常常把探头安装在轴承壳上，所测结果是轴相对于轴承壳的振动（垂直与水平方向各装一个探头）。

（3）位移探头安装时零位电压调整应在轴承调整机械零位后进行。

（4）探头安装时注意与延伸电缆和前置器匹配。

（5）接头要防水，不要用电工胶带（使接头变脏）。

（6）当拧进探头，而不同时转动它所带的电缆时，可能把探头拧坏。安装时，探头与电缆要一同转动。

2-1-3型号含义：330101-A（没有螺纹长度）-B（探头体长度）-C（总长度）-D （接头选择）-E（批准单位选择）。

2-2延伸电缆

型号说明：330130-A（电缆长度选择）-B（铠装选择）-C（批准单位选择）

2-3前置器

型号说明：330100-A（总长度选择）-B（批准单位选择）

3．3300/12交流电源

选项说明：3300/12-A（输入电压选项）-B（电源输入模块选项）-C（批准机构选项）4．3300/03系统监测器

选项说明：3300/03-A（形式）-B（批准机构选项）

5．3300/16双通道振动监测器

选项说明：3300/03-A（满量程范围选择）-B（传感器选择）-C（报警继电器选择）-D

（批准单位选择）-E（是否用安保器选择）-F（启动过程提高危险报警设置点的选择）6．3300/20双通道轴向位置监测器

选项说明：3300/03-A（满量程范围选择）-B（传感器选择）-C（报警继电器选择）-D （批准单位选择）-E（是否用安保器选择）

二．维护与校验：

1．3300/16双通道振动监测器

1-1特点：具有性能好，可靠性强，灵活性大的特点。

1-2程序的选择：（主线路板上设置）

1-2-1 记录仪输出：0~-10V，+1~+5V，+4~+20mA

1-2-2 满量程范围和表头刻度。

1-2-3 报警时间延迟和危险继电器的逻辑选择。

1-2-4 报警的复位方式，报警继电器模式和第一报警功能。

1-3 功能设置：

打开前面板，可以看到设置开关：BA：A通道旁路BB：B通道旁路DB：危险通道旁路（与主板接插片配合使用）AA：A通道报警设置AB：B通道报警设置

1-4 校验：

1-4-1 将A通道输入端子上的COM和IN的连线断开，将函数发生器和万用表按极性连接到COM和IN上。

1-4-2 输入满量程电压，例：100um*7.87mv/um=787mvpp/2√2=278mvrms

1-4-3 测试点电压：TA（TB）5伏+-0.05 调整电位器GA（GB）

2．3300/20双通道轴向位置监测器

2-1 性能/优点。

2-2 程序的选择：同双通道振动监测器。增加轴位移的正方向等。

2-3 零点电压的调整：

2-3-1 要保证转子安放在所要求的零点位置上。

2-3-2 在前置器的输出（OUTPUT）和公共端上接万用表。

2-3-3 调整探头间隙。使其达到零点电压。

2-3-4 在监测器上，把前面板拉出并往右边移一下，在通道A的测试点BPPLA上联上万用表，同时调整通道A的零点电位器，使其为+2.5Vdc，监测器的棒状显示为0。2-4 通道校验：

2-4-1 从位于信号输入模块上，A通道端子上的公共端（COM）及信号端（IN）拆下电缆。联接上万用表和电源。

2-4-2 零位：输入电压-10Vac，在通道A的测试点（BPPLA）处，把电源电压调到+2.5Vdc。确认监测器的棒状显示为0，电流信号输出为12mA。

2-4-3 量程：趋近探头为正方向时，输入反向量程电压-10V-（-7.87V/mm）= -2.13V。在通道A的测试点（BPPLA）处，把电源电压调到+0Vdc，电流信号输出为4mA，监测器的棒状显示为-1mm。输入正向量程电压-10V+（-7.87V/mm）= -17.87V，在通道A的测试点（BPPLA）处，把电源电压调到+5Vdc，电流信号输出为20mA，监测器的棒状显示为+1mm；趋近探头为负方向时，输入量程电压相反。

三．监测器接线

四．3200KW空压机轴位移举例

a)工艺检修调整轴承窜量：原41道（410 um），后在东侧加垫子，窜量西移8道，

为33道（330 um）。

b)电压方向：距离L减小—电压V增大（-9~-7）---指示正偏差

c)转子的零点位置为高压侧。

五．联锁三选二应用

a)采用模拟信号与两个开关量信号（常开常闭各一个接点）共同作为输入。

b)接线：

滚动轴承故障诊断分析

滚动轴承故障诊断分析 学院名称：机械与汽车工程学院专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名：

摘要 滚动轴承故障诊断 本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述， 关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征； ABSTRACT ： The Rolling fault diagnosis In the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this pa

齿轮箱的故障类型及振动机理改

第2章齿轮箱的故障和振动信号 2.1齿轮箱故障的主要形式 齿轮箱系统是包含齿轮、轴承、传动轴及箱体等结构的复杂系统。其中主要故障发生在齿轮、轴承和传动轴上。在齿轮箱的诊断中，一般只给出是否产生故障及产生故障的位置，根据振动信号的特点，一般常见的典型故障形式有齿轮失效、轴和轴系失效、箱体共振和轴承疲劳脱落和点蚀等几种【5】。 在这些常见故障中，齿轮和滚动轴承的故障占齿轮箱故障的80％左右【4】。因此，对齿轮和滚动轴承的故障类型和振动机理进行剖析，对于识别齿轮箱故障类型有重要的意义。 2.1.1齿轮的故障类型及振动机理 （1）齿轮的故障类型齿轮的故障类型大致可分为以下两种类型： 1）由制造误差和装配误差引起的故障。具体的故障包括齿轮偏心、齿距偏差、齿形误差、轴线不对中、齿面一段接触等故障。齿轮制造时造成的主要缺陷有：偏心、齿距偏差和齿形误差等。齿轮装配不当，也会造成齿轮的工作性能恶化。当齿轮的这些误差较严重时，会引起齿轮传动中忽快忽慢的转动，啮合时产生冲击引起较大的振动和噪声等【5】。 2）运行中产生的故障齿轮除上述故障外，其在本身运行过程中也会形成许多常见的故障，例如断齿、齿根疲劳裂纹、齿面磨损、点蚀剥落、严重交合等等。齿轮预定寿命内不影响使用的磨损成文正常磨损，如果因使用不当、用材不当、接触面存在硬颗粒以及润滑油不足等原因引发早期磨损，将导致齿轮形变、重量损失、齿厚变薄、噪声增大等后果，甚至会导致齿轮失效。其中若润滑油不足，还会导致齿面胶合，胶合一旦发生，齿面状况变差，功耗增大，从而使得振动信号变强。 （2）齿轮的振动机理一对啮合齿轮，可以看作一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统，其力学模型如图2-1所示。 图2-1齿轮对的力学模型 其振动方程为【4】： M r X+CX+K t X=K t E1+K t E2(t)2-1式中 X——为沿作用线上齿轮的相对位移 K(t)——齿轮啮合刚度 M r——齿轮副的等效质量

滚动轴承的振动机理与信号特征

滚动轴承的振动机理与信号特征 滚动轴承的振动可由外部振源引起，也可由轴承本身的结构特点及缺陷引起。此外，润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动（噪声）源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。 一、滚动轴承振动的基本参数 1．滚动轴承的典型结构 滚动轴承的典型结构如图1所示，它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。 图1 滚动轴承的典型结构 图示滚动轴承的几何参数主要有： 轴承节径D：轴承滚动体中心所在的圆的直径 滚动体直径d：滚动体的平均直径 内圈滚道半径r1：内圈滚道的平均半径 外圈滚道半径r2：外圈滚道的平均半径 接触角α：滚动体受力方向与内外滚道垂直线的夹角 滚动体个数Z：滚珠或滚珠的数目 2．滚动轴承的特征频率 为分析轴承各部运动参数，先做如下假设：

(1)滚道与滚动体之间无相对滑动； (2)承受径向、轴向载荷时各部分无变形； (3)内圈滚道回转频率为fi; (4)外圈滚道回转频率为fO; (5)保持架回转频率（即滚动体公转频率为fc）。 参见图1，则滚动轴承工作时各点的转动速度如下： 内滑道上一点的速度为：V i=2πr1f i=πf i(D-dcosa) 外滑道上一点的速度为：V O=2πr2f O=πf O(D+dcosa) 保持架上一点的速度为：V c=1/2(V i+V O)=πf c D 由此可得保持架的旋转频率（即滚动体的公转频率）为： 从固定在保持架上的动坐标系来看，滚动体与内圈作无滑动滚动，它的回转频率之比与d/2r1成反比。由此可得滚动体相对于保持架的回转频率（即滚动体的自转频率，滚动体通过内滚道或外滚道的频率）fbc 根据滚动轴承的实际工作情况，定义滚动轴承内、外圈的相对转动频率为 一般情况下，滚动轴承外圈固定，内圈旋转，即： 同时考虑到滚动轴承有Z个滚动体，则滚动轴承的特征频率如下：滚动体在外圈滚道上的通过频率zfoc为：

滚动轴承的振动信号特征分析报告

南昌航空大学实验报告 课程名称：数字信号处理 实验名称：滚动轴承的振动信号特征分析实验时间： 2013年5月14日 班级： 100421 学号： 10042134 姓名：吴涌涛 成绩：

滚动轴承的振动信号特征分析 一、实验目的 利用《数字信号处理》课程中学习的序列运算、周期信号知识、DFT 知识，对给定的正常轴承数据、内圈故障轴承数据、外圈故障轴承数据、滚珠故障轴承数据进行时域特征或频域特征提取和分析，找出能区分四种状态（滚动轴承的外圈故障、内圈故障、滚珠故障和正常状态）的特征。 二、实验原理 振动机理分析：机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。 幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。 频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取相应的措施。 相位：振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。 在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动量的大小。 提取振动信号的幅域、时域、频域、时频域特征，根据特征进行故

障有无、故障类型和故障程度三个层次的判断。 三、 实验内容 Step1、使用importdata （）函数导入振动数据。 Step2、把大量数据分割成周期为单元的数据，分割方法为： 设振动信号为{x k }(k =1,2,3,…,n )采样频率为f s ，传动轴的转动速率为V r 。 采样间隔为： 1 s t f ?= （1） 旋转频率为： 60 r r V f = （2） 传动轴的转动周期为： 1 r T f = （3） 由式（1）和（3）可推出振动信号一个周期内采样点数N ： 1 1s r r s f f T N t f f = ==? （4） 由式（2）可得到传动轴的转动基频f r =29.95Hz ，再由式（3）可得到一个周期内采样点数N=400.67，取N =400。 Step3、提取振动信号的特征，分析方法包括： 1、时域统计分析指标（波形指标(Shape Factor)、峰值指标(Crest Factor)、脉冲指标(Impulse Factor)、裕度指标(Clearance Factor)、峭度指标(KurtosisValue) ）等，相关计算公式如下： （1）波形指标： P f X WK X = (5) 其中，P X 为峰值，X 为均值。p X 计算公式如下：

振动测量仪器知识.doc

振动测量仪器知识 一、概述 （一）用途 振动测量仪器是一种测量物体机械振动的测量仪器。测量的基本量是振动的加速 度、速度和位移等，可以测量机械振动和冲击振动的有效值、峰值等，频率范围从零点 几赫兹～几千赫兹。外部联接或内部设置带通滤波器，可以进行噪声的频谱分析。随着电子技术尤其是大规模集成电路和计算机技术的发展，振动测量仪器的许多功能都通过数字信号处理技术代替模拟电路来实现。这不仅使得电路更加简化，动态范围更宽，而且功能和稳定性也大大提高，尤其是可以实现实时频谱分析，使振动测量仪器的用途更加广泛。 （二）分类与特点 振动测量仪器按功能来分：分为工作测振仪、振动烈度计、振动分析仪、激振器 （或振动台）、振动激励控制器、振动校准器测量机械振动，具有频谱分析功能的称为 频谱分析仪，具有实时频谱分析功能的称为实时频谱分析仪或实时信号分析仪，具有多路测量功能的多通道声学分析仪。 振动测量仪器按采用技术来分：分为模拟振动计、数字化振动计和多通道实时信号 分析仪。 振动测量仪器按测量对象来分：分为测量机械振动的通用振动计，测量振动对人体 影响的人体（响应）振动计、测量环境振动的环境振动仪和振动激励控制器。 工作测振仪特点 通常是手持式，操作简单、价格便宜，只测量并显示振动的加速度、速度和位 移等。以前用电表显示测量值，现在都是用数字显示。通常不带数据储存和打印 功能，用于一般振动测量。振动烈度计是指专用于测量振动烈度（10 Hz～1000 Hz 频率范围的速度有效值）的振动测量仪器。 实时信号分析仪特点 实时信号分析仪是一种数字频率分析仪，它采用数字信号处理技术代替模拟电路来 进行振动的测量和频谱分析。当模拟信号通过采样及A/D转换成数字信号后，进入数字 计算机进行运算，实现各种测量和分析功能。实时信号分析仪可同时测量加速度、速度和位移，均方根、峰值（Peak）、峰-峰值（Peak-Peak）检波可并行工作。不仅分析速度 快，而且也能分析瞬态信号，在显示器上实时显示出频谱变化，还可将分析得到的数据输出并记录下来。 动态信号测试和分析系统特点 包含多路高性能数据采集、多功能信号发生、基本信号分析，还可以选择高级信号分析；以及模态分析、故障分析等应用。尤其适合振动、噪声、冲击、应变、温度等信 号的采集和分析。 人体（响应）振动计特点 主要用于测量和分析振动对人体的影响。人体振动又分为人体全身振动和手 传振动，测量计权振动加速度有效值。仪器性能应符合GB/T 23716-2009《人体对 振动的响应——测量仪器》的要求，对于全身振动（频率计权W c、W d、W e、W j、W k、） 和用于进行轨道车辆舒适度评价的全身振动（频率计权W b）频率范围为0.5 Hz ～80 Hz，对于建筑物内连续与冲击引起的振动（频率计权W m）频率范围为 1 Hz～80 Hz ， 1

振动检测仪表原理、结构和应用

3振动检测仪表原理、结构和应用 3.1振动检测仪表原理、结构 3.1.1振动检测概述 振动传感器是将机械振动量转换为成比例的模拟电气量的机电转换装置。传感器至少有机械量的接收和机电量的转换二个单元构成。机械接收单元感受机械振动，但只接收位移、速度、加速度中的一个量；机电转换单元将接收到的机械量转换成模拟电气量，如电荷、电动势、电阻、电感、电容等；另外，还配有检测放大电路或放大器，将模拟电气量转换、放大为后续分析仪器所需要的电压信号，振动监测中的所有振动信息均来自于此电压信号。 （1）振动传感器种类 振动传感器的种类很多，且有不同的分类方法。按工作原理的不同，可分为电涡流式、磁电式（电动式）、压电式；按参考坐标的不同，可分为相对式与绝对式（惯性式）；按是否与被测物体接触，可分为接触式与非接触式；按测量的振动参数的不同，可分为位移、速度、加速度传感器；以及由电涡流式传感器和惯性式传感器组合而成的复合式传感器，等等。 在现场实际振动检测中，常用的传感器有磁电式速度传感器（其中又以绝对式应用较多）、压电式加速度传感器和电涡流式位移传感器。其中，加速度传感器应用最广，而大型旋转机械转子振动的测量几乎都是涡流式传感器。 振动传感器设计时采用的机电变换原理不同，在输出电量时也就会有所区别。振动传感器接收机械量变化信息，转化为电动势变化、电荷变化、电阻变化等电参量变化。振动传感器的测量线路会接收这些电信号，并放大和转换为分析、显示仪表所能接受的电压信号。振动传感器在工作原理和工作过程上的这些差别，如振动传感器的不同机械接收原理、不同测量机械量、不同机电变换原理，为振动传感器的种类划分提供了基本依据，是目前振动传感器最主要的三种分类方式。 ①振动传感器的机械接收原理有两种，分别是相对式机械接收原理和惯性式机械接收原理，振动传感器按此分类也就是相对式振动传感器和惯性式振动传感器。 相对式机械接收原理：由于机械运动是物质运动的最简单的形式，因此人们最先想到的是用机械方法测量振动，从而制造出了机械式测振仪（如盖格尔测振仪等）。传感器的机械接收原理就是建立在此基础上的。相对式测振仪的工作接收原理是在测量时，把仪器固定在不动的支架上，使触杆与被测物体的振动方向一致，并借弹簧的弹性力与被测物体表面相接触，当物体振动时，触杆就跟随它一起运动，并推动记录笔杆在移动的纸带上描绘出振动物体的位移随时间的变化曲线，根据这个记录曲线可以计算出位移的大小及频率等参数。相对式机械接收

轴承测量仪操作手册

BVT型轴承振动测量仪操作手册 编制：安代明 2005年5月9日

BVT型轴承振动测量仪操作步骤与测量标准 技术条件 1.测量轴承尺寸范围：BVT—5 内径φ5~60mm BVT—6 内径φ65~120mm 2.测值范围：0—10000μm/s 3.频带划分：低频带50~300HZ；中频带300~1800 HZ； 高频带1800~10000HZ； 4.主轴转速：1800±36r/min 一.测量放大器的启动与校准 1.按下电源开关，指示灯亮。 2.分别按动低频量程选择键，中频量程选择键和高频量程选 择键于1000μm/s档位。 3.拉出增益旋钮。 4.按动功能选择键的低频键，然后旋转增益旋钮，使校准数 显表显示数字为708，此时，低频带表头示值应在1000±40μm/s范围内。然后逆时针旋转校准旋钮，使校准表显示为0。 5.按动功能选择键的中频键，然后旋转增益旋钮，使校准数 显表显示数字为696，此时，中频带表头示值应在1000±40μm/s范围内。然后逆时针旋转校准旋钮，使校准表显示为0。

6.按动功能选择键的高频键，然后旋转增益旋钮，使校 准数显表显示数字为491，此时，高频带表头示值应在1000±40μm/s范围内。然后逆时针旋转校准旋钮，使校准表显示为0。 7.校准完毕，如果一切正常，则将功能选择键臵于测试(T) 档,并把校准增益旋钮推进。 注意:每天测试前校准一次。在进行上述校准时,若校准示值超出规定范围,应及时通知制造单位进行调试。 二.测量放大器定值调整(供快速测量使用) 1.推进增益旋钮。 2.低频带定值调整。 a.按照轴承在低频带的允许极限值,选择低频带量程。 b.按动功能选择键至低频档位臵。 c.旋转增益旋钮，使低频带表头示值等于其允许极限值。 d.调节低频带预臵旋钮，使其指示灯刚刚发红光。 3.中频带定值调整。 a.按照轴承在中频带的允许极限值，选择中频带量程。 b.掀动功能选择键至中频档位臵。 c.旋转增益旋钮，使中频带表头示值等于其允许极限值。 d.调节中频带预臵旋钮，使其指示灯刚刚发红光。 4.高频带定值调整。 a.按照轴承在高频带的也许极限值，选择高频带量程。

电机滚动轴承的故障分析判断方法

电机滚动轴承的故障分析判断方法 轴承在机械中主要是起支撑及减少摩擦的作用，因此轴承的精度、噪声等都直接关系到机械的使用及寿命。转动轴承在设备中的应用非常广泛，转动轴承状态好坏直接影响旋转设备的运行状态，尤其在连续性大型生产企业，大量应用于大型旋转设备重要部位。因此实际生产中作好转动轴承状态监测与故障诊断是搞好设备维修与治理的重要环节。我们经过长期实践与摸索，积累了一些转动轴承实际故障诊断的实用技巧。本文将主要对转动轴承常见的故障诊断并做出分析。 一、转动轴承故障诊断的方式及要点 转动轴承的早期故障是滚子和滚道剥落、凹坑、破裂、腐蚀和杂物嵌进。产生的原因包括搬运粗心，安装不当、不对中、轴承倾斜、轴承选型不正确、润滑不足或密封失效、负载分歧适以及制造缺陷。根据经验，对转动轴承进行状态监测和故障诊断的实用方法是振动分析。振动分析对于转动轴承的诊断是将由加速度传感器获得的加速度信号，经过1kHz的高通滤波器往除低频信号后，对其进行包络处理，将调制信号移至低频，最后进行频谱分析，以便找出信号的特征频率。 根据转动轴承的结构特点、使用条件不同，它所引起的振动是频率在1kHz以上，数千赫乃至数十千赫的高频振动(固有振动)，通常情况下是同时包含了上述两种振动成分。因此检测转动轴承振动速度和加速度信号时应同时覆盖或分别覆盖上述两个频带，必要时可以采用滤波器取出需要的频率成分。考虑到转动轴承多用于中小型机械，其结构通常比较轻薄，因此传感器的尺寸和重量都应尽可能地小，以免对被测对象造成影响，改变其振动频率和振幅大小。 转动轴承的振动属于高频振动，对于高频振动的丈量，传感器的固定采用手持式方法显然分歧适，一般也不推荐磁性座固定，建议采用钢制螺栓固定，这样不仅谐振频率高，可以满足要求，而且定点性也好，对于衰减较大的高频振动，可以避免每次丈量的偏差，使数据具有可比性。 实用中需留意选择测点的位置和采集方法。要想真实正确反映转动轴承振动状态，必须留意采集的信号要正确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点，在电机自由端一般有后风扇罩，其测点选择在风扇罩固定螺丝处有较好监测效果。另外必须留意对振动信号进行多次采集和分析、综合进行比较，才能得到正确结论。 1转动轴承故障的频谱和波形特征 (1)径向振动在轴承故障特征频率及其低倍频处有波峰，若有多个同类型故障(内滚道、外滚道等)，则在故障特征频率的低倍频处有较大的峰值； (2)内滚道故障特征频率有边带，边带间隔为l倍频的倍数； (3)转动体特征频率处的边带，边带间隔为保持架故障特征频率； (4)在加速度频谱的中高区域若有峰群忽然生出，表明有疲惫故障； (5)径向诊断时域波形有垂直复冲击迹象(有轴向负载时，轴向振动波形与径向相同，或者其波峰系数大于5，表明故障产生了高频冲击现象)。 2转动轴承的故障诊断方法 转动轴承的振动信号分析故障诊断方法分为简易诊断和精密诊断两种。简易诊断的目的是初步判定被列为诊断对象的转动轴承是否出现了故障；精密诊断的目的是要判定在简易诊断中被以为是出现故障轴承的故障种别及原因。由于转动轴承自身的特点，一旦损坏普通维修很难修复，大多采用更换的维修方式进行处理；而精密诊断的主要作用是理论研究和在特

滚动轴承故障机理分析 (DEMO)

滚动轴承故障的机理分析 一、轴承产生振动机理 由于滚动轴承的内、外圈和滚动体都是弹性体，构成振动系统或以子系统的形式耦合在整个系统中。内、外圈和滚动体都有自己的振动特征----固有频率和振型。所以从轴承的振源不同，滚动轴承的振动可分为非轴承故障性振动和轴承故障性振动。使用同步平均处理拾得的振动信号来寻找轴承故障几乎是不可能的，因为轴承信息中的基频是非同步的。滚动轴承有损伤时，其振动波形往往是调幅波。相当于载波的是轴承各部件及传感器本身以其固有频率振动的高频成分，起调制作用的是与损伤有关的低频成分。 冲击振动从分析的角度来看可以分为两种类型。第一种是直接分析由于滚动体通过工作面上的缺陷、产生反复冲击而形成1kHz以下的低频振动，或称为轴承的通过振动，它是滚动轴承的重要特征信息之一。但是由于这一频带中的噪声干扰很大，所以不容易捕捉到早期诊断信息。第二类是分析由于冲击而激起的轴承零件的固有振动。实际应用中可以利用的固有振动有三种： 1)轴承内、外圈一阶径向固有振动，其频带范围一般在1—8kHz之间。 2)轴承零件其他固有振动，其频率范围多在20一60kHz之间。 3)加速度传感器的一阶固有频率，其频率中心通常选择在10一25kHz附近。 1、非轴承故障性振动 非轴承故障性振动主要有安装不当或制造误差引起的偏心，转子或转轴不平衡引起的振动，这类振动往往被用来作为对转子故障进行诊断的信息。在滑动轴承和高速旋转机械中更是如此。 2、滚动轴承结构引起的振动 对于水平轴旋转时，每个钢珠通过轴的正下方时，轴就会略为向上升起。这样就产生了回转轴端部的上下运动。这种运动也称为滚动元件的通过振动。 3、轴承故障性振动 轴承故障性振动主要由下列各种原因引起： 1）由于载荷过大引起内、外圈和滚动体变形过大导致的旋转轴中心随滚动体位置变化所引起的振动----传输振动。还有因安装不准确或滚动体大小不一致引起的振动。一般情况下，这样的振动其频率较低（≤1KHz）。 2）由于润滑脂的润滑性能不良引起的非线性振动。

轴振动和轴承振动测量的区别

轴承故障是工业机械设备常见的故障之一，轴振动和轴承振动是有很大的区别，测量的方法也是不同。但状态监测至关重要，需要多轴振动和轴承振动做周期性检测，可预知性的了解机器的突发性故障，磨损度和寿命预测，使企业可以提前预知机器可能产生的各种情况，提前作好准备，以达到保证不间断安全生产。 轴振动，即轴相对于轴承座的相对振动，一般用在大机组的在线上。安装时是把传感器（多是位移传感器-电涡流传感器）固定在轴承座上，因此测的是轴相对于轴承座的相对位移，单位多是位移；轴振动是机组振动的源头，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等原因导致振动的发生，所以95%机组振动的状态能够从轴振动反映出;针对轴振动我们可以提供实时阶次跟踪、相位阶次跟踪、轨道分析、动平衡等功能，提取振动信号幅值、时域、频域、时频特征、相位、轴心轨迹，根据特征进行故障判断，下面图形为仪器检测截图。 轴承座振动，即在监测时把传感器配有磁铁吸附在轴承座上（没有安装），测的是轴承座的绝对振动。大多数巡检用的手持式数据采集仪都是如此，多用加速度传感器。常见的问题是支持松动。支承松动引起系统的结构刚度变小，很小的激振力会引起较大的振动。 该故障有如下的特征（1）、相位不稳定（2）振动随转速变化明显（3）基

频及分数谐波振幅大，伴随2f3f等高频振幅（4）松动方向振动大（5）轴承座的振动会明显增大。使用FFT频谱分析功能，测量轴承座与台板、台板与基础之间的接触不良，可以通过测量他们之间振动的差异来判断。观察检测点的频谱值。对于一般的轴承座来说，在同一轴向位置，如下图，测点上下标高差在100mm以内的两个连接部件，在连接紧固的情况下垂直方向的差别振动应小于2μm；滑动面之间正常的差别振动应小于5μm；当两个相邻部件差别振动明显大于这些数据时，即可判断链接刚度不足。差别振动越大，振动故障越严重。 杭州锐达数字技术有限公司是美国晶钻仪器公司中国总代理，负责产品销售、技术支持与产品维护，是机械状态监测、振动噪声测试、动态信号分析、动态数据采集、应力应变测试等领域的供应商，提供手持一体化动态信号分析系统、多通道动态数据采集系统、振动控制系统、多轴振动控制系统、三综合试验系统和远程状态监测系统等。更多详情请拨打联系电话或登录杭州锐达数字技术有限公司咨询。

滚动轴承故障振动分析

Detecting rolling element bearing faults with vibration analysis https://www.wendangku.net/doc/5b16144370.html, https://www.wendangku.net/doc/5b16144370.html, Detecting rolling element bearing faults is the highest priority for most vibration analysts. Detecting the fault at the earliest opportunity should be the priority, however in reality most analysts do not detect the fault in the first or even the second stage of failure. This article is going to help you to detect faults at stage one so that you can truly be in control of your maintenance program. In this article I will describe the four stages of bearing failure and how to understand and successfully utilize the airborne ultrasound, Shock Pulse, Spike Energy, PeakVue, enveloping/demodulation, time waveform analysis and spectral analysis methods. I will also explain why you should not rely on trending overall level readings. Reducing bearing faults No article of this nature can be complete without a discussion of the reasons why bearings fail in the first place. Your first priority should be to minimize the causes of bearing failure. If you can do that successfully, then you will not need to rely on the vibration analysis techniques as much. That is not to say that I want to put vibration analyst’s out of work, or that you should even consider downsizing your vibration monitoring program (because there will always be bearing failures and other mechanical faults) – the point is that the path to equipment reliability does not begin with vibration analysis. The fact is that if you properly purchase, transport, store, install, and lubricate your bearings, and you operate machines that are balanced, aligned and operating well away from natural frequencies, your bearings will last longer. You may not have control over many of these factors, but if you are involved in vibration analysis then there are two things you can definitely do: look for the presence of conditions that will cause bearings to have a reduced life, and perform root cause analysis when you detect bearing damage. I opened this article by pointing out that the detection of rolling element bearing faults is the highest priority for most vibration analysts. The sad truth is that for too many analysts it is the only priority. Unbalance, misalignment, soft foot, and resonance often have a much lower priority. Although these faults conditions appear first on most wall charts, they can be the trickiest to diagnose. Phase analysis is a powerful, yet

振动量的常用测量方法三种

振动量的常用测量方法三种： 1． 机械式测量方法：主要用杠杆放大原理或惯性原理加上杠杆放大原理。 2． 电测法：将振动参量（位移、速度、加速度）转换成电信号，经电子系统放大后进行测 量记录的方法。 3． 光测法：把振动参量转换成光信号，经光学系统放大后，加以测量和记录。 直接为震动试验提供振动源的设备是激振设备，包括：振动台和激振器两类；有机械式、电动式、电动液压式、压电式。 1． 机械式振动台的工作原理： （1） 离心式：利用偏心块绕定轴转动，产生离心力。质量为m,偏心距r 的质量块，以角 速度ω绕O 转动，产生离心力 t mr t F F t mr t F F y x ωωωωωωsin sin cos cos 22==== 为了产生单一方向激振力，将其设计成双轴式结构，即把两偏心块对称地安装在两轴上，并使偏心块作反向同角速度的旋转。水平分力相互抵消，只剩下按正弦规律变化的垂直激振力。 通常偏心质量块由活动扇形块与固定扇形块构成。若改变活动扇形块的角度α，则可以改变激振力值，也就是台面的振幅值。当ο 180=α时，离心力为最大，此时激振力为： t mr F ωωsin 22= 振动台的运动方程： F ky y M -=+&& 台面的振幅： ) (22022 ωωω-=M mr A M k =0ω为振台的固有频率；m 每组偏心块的质量；r 偏心距；M 运动部分的总质量 当0ωω>>，台面的振幅不随激振频率改变，同偏心质量、偏心距成正比M mr A 2= 。

（2．）凸轮式振动台： 台面振幅由偏心距r 决定：t r y ωsin =，频率由直流电机的转速决定。为了调节振幅，常用同轴的双凸轮装置。通过调节内外两凸轮的相对位置调节凸轮的偏心距，即调节了振幅。 机械式振动台的特点： 简单、可靠，承载力较大。由于旋转机构的惯性大，所以工作的频率不高，低于50~60Hz 。另外，机件之间存在加工间隙，工作时会引起碰撞，影响台面波形。用于中小型模型试验，也用于对产品作环境实验。 2． 电磁式振动台： 电磁式振动台是把交变的电量变为交变的机械量的装置。利用带电导线在磁场里受到安培力的作用，使得导线产生运动的原理制成的。 4 10102.0-?=BLI F B ——磁场强度 L ——导线有效长度 I ——导线内电流强度 改变磁力线圈中电流的频率及强度，就能改变振动台振动的频率及幅值。 3． 电气液压式振动台 工作过程：电信号转化为大功率液压信号，液压油进入激振器，激振器带动台面按照输入电信号的规律振动。 4． 大型模拟地震振动台 地震荷载是因地面运动而引起的一种惯性力，仅用激振器所产生的集中力来模拟地震力是不确切的。大型模拟地震振动台可以模拟地震运动，具有大振幅、大出力、多方向震动及频率低的特点。

滚动轴承振动原理

讲义： 一.轴承振动的原理 二.影响静音轴承的原因 三.车间生产如何控制（注意哪些细节） 前言 随着高科技的发展，机械产品越来越向精密延伸。轴承行业也在逐步地革新换代，同时用户对轴承的使用也越来越向“静音”高要求。于是静音轴承成为了行业商场上的“紧俏品”，也成为了同行竞争的分档线。 一、轴承振动的原理 我们知道轴承的结构主要由4大件组成：内外圈、保持架、钢球，加上润滑剂就是5大件了。在轴承运转的过程中，这几大件相互之间形成的摩擦副有：外圈与保持架、内圈与保持架、滚动体与保持架、内、外圈与滚动体，结构是封闭式的摩擦副还存在密封圈（或防尘盖）与内外圈、油脂与机械物质等的摩擦。以上这些摩擦副最终形成了轴承运转时发出的声音，这种本能固有的声音行业上称做轴承的“基础噪音”。测振时这种声音一般表现的比较平稳、轻微、柔和，这与我们攻关的低噪音有所不同。轴承运转的过程中，由于轴承滚道工作面、滚动体、润滑不良等缺陷的影响，在加速度测振仪上，这些缺陷经过传感器而产生的振动脉冲更大地激起轴承本身固有频率振动，从而产生出人耳听起来不舒服的异常音。 下面我讲一下影响低噪音轴承的因素。

二、影响静音轴承的因素 1.产品结构的影响 从最近几年轴承结构的不断更新来看，以消除噪音为目的来改进产品结构的还不少，比如：内外滚道的优化设计、宽边保持架的采用、钢球的球形偏差改进等等。实际拆套中发现钢球往往有“猫眼”的，其实是保持架结构不合理导致。我计算过6308、6309、6311目前所用的保持架结构，6309、6311的在实际受力的情况下比理论受力结构变形量增大了（）mm，这样运转时钢球必然撞击保持架，则易产生磨痕，影响低噪音控制。 2.零件缺陷的影响 （1）. 钢球缺陷的影响 在轴承几大件中，钢球对成品轴承的振动影响最大。钢球的球形偏差及表面磕碰伤直接影响成品轴承的振动，因此严格控制钢球的球形偏差及表面磕碰伤，能够降低轴承的低频振动。目前钢球厂家在钢球的加工过程中提高研磨盘的加工质量，控制研磨盘的沟形偏差，并选用优质精研液，以降低钢球表面粗糙度。钢球的表面质量在测振仪上声音放大器一般表现为“嚓嚓沙沙”的锯齿音，在BVT型测振仪上比较明显，同时拆套后会发现钢球表面有划伤、麻点等缺陷，经打硬度此类钢球硬度一般都低于62.5HRC。实验表明如果钢球硬度在63.9HRC的没有锯齿音，钢球硬度在62.9HRC的锯齿音会减少40%，硬度在61.4HRC时一定有锯齿音。在测振时，钢球缺陷在S0910型上波形一般表现为幅值很大的尖峰脉冲，在BVT型声音一般为“嗡

振动(加速度)测量仪校准证书2021012

XX检测试验中心 校准证书 委托者 委托者地址 仪器名称轴承振动测量仪 制造厂杭州通灵自动化系统有限公司 型号/规格BAT-1 电箱编号001 传感器编号YD-1 4925 批准人/职务 核验员 (校准专用章) 校准员 校准日期2012 年07 月13 日 地址：电话：传真：邮编： 投诉电话： 第 1 页/ 共 3 页

中国合格评定国家认可委员会实验室认可证书号： 本次校准所依据的技术规范（代号、名称）： 1、JJG676-2000《工作测振仪》 2、JB/T8561-1997《滚动轴承用加速度型测振仪技术条件》本次校准所使用的主要计量标准器具： 名称/型号编号证书编号/有效期限测量范围/准确度等级或最大允差或不确定度 振动传感器校准系统 （BK8305 BK2647 BK4809 BK2719 BK3560-C）KY147-08 2012Y-J008-J009-J010/ 2013.02.09 U=1.7﹪, k = 2（600Hz , 100 m/2S） 以上计量标准器具的量值溯源至国家基准。 校准地点及环境条件： 地点： 温度：20.2 ℃；湿度：54 %RH；其它：/ 声明： 1.证书无本中心“校准专用章”无效。 2.未经证书批准人书面批准，擅自复印本证书无效。 3.证书无校准、核验、批准人签字无效。 4.证书有涂改、缺页即无效。 5.对本证书有异议，请于收到证书之日起十五日内向校准单位提出，以便即时按相关规定处理。 6.请妥善保管此证书。 校准证书续页专用 第 2 页/ 共 3 页

校准结果/说明： 一、传感器灵敏度校准值 在频率为80Hz，振动加速度20.0 m/2S时： 传感器灵敏度校准值为： 二、整机灵敏度校准值 在600Hz参考频率，峰值加速度10 m/2S下，BAT-1型轴承振动测量仪配压电加速度传感器（编号YD-1 4925）时，轴承振动测量仪 整机灵敏度校准值为：57dB对应mv 三、整机示值线性 四、整机频率响应 保持振动加速度2.0 m/2S恒定 五、说明：1.依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》方法评定 2.本次校准结果扩展不确定度：U= dB ，(k = 2,P=95﹪,校准激励信号为60dB)。 校准结果内容结束 校准证书续页专用 第 3 页/ 共 3 页

毕业设计开题报告-轴承振动信号检测

毕业设计 (论文)开题报告机电与信息工程学院测控技术与仪器专业课题名称：小型刮板输送机减速器轴承振动信号检测 毕业设计(论文)起止时间： 2012年 2 月20 日～ 6 月9 日(共 14周)学生姓名：学号： 指导教师： 报告日期： 2012.2.15

说明： 1.本报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在开学的第2周末之前独立撰写完成，并交指 导教师审阅。 2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师、系主任审查学生能否承担该毕业设计 (论文)课题任务的依据，并接受学院的抽查。 3.开题报告采用B5纸型，双面打印。

1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 振动监测这一名词国外早在50多年前就已经提出，但由于当时测试技术和振动监测诊断故障特征知识的不足，所以这项技术在20世纪70年代前都未有明显发展。国内提出振动监测也有30多年的历史，由于国内设备机组振动的特殊性，因而在振动监测故障诊断方法、故障机理的研究方面，具有独特的见解。经过50多年的现场故障诊断的实践，在机组振动故障特征方面积累了丰富的知识和经验，对其中许多故障的生成和产生振动的机理，都作了长期、深入的研究。纠正了传统的误解。在诊断思维模式方面，提出了正向推理，彻底扭转了振动监测故障原因难以查明的局面。目前若采用正向推理，诊断机组振动故障准确率一般都可达80%以上。 振动监测故障诊断就目前来分，可分为在线诊断和离线诊断。前者是对运行状态下的机组振动故障原因作出出线条的诊断，以便运行人员作出纠正性操作，防止事故扩大。因此，在线诊断在诊断时间上要求相对比较紧迫，目前采用计算机实现，故又称为自动专家诊断系统。系统的核心是专家经验，但是如何将分撒的专家经验进行系统化和条理化，变成计算机的语言，是目前国内外许多专家正在研究的一个技术问题，因此不能将这种诊断系统误解为能完全替代振动专家。即使到来，也是诊断专家设计和制造诊断系统，为缺乏振动知识和经验的运行人员服务，而不是诊断系统替代振动专家。 振动监测离线诊断是为了消除振动故障而进行的诊断，这种诊断在时间要求上不那么紧迫，可以将振动信号、数据拿出现成，进行仔细的分析、讨论或模拟实验，因此称它为振动监测离线诊断。离线诊断在故障诊断深入程度上要比在线诊断具体的多，因此难度也较大。

滚动轴承振动机理

一、数控机床滚动轴承的特点与故障 在数控机床上主轴轴承常用滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，可以预紧，润滑维护简单，能在一定转速范围和载荷变动范围下稳定的运动。数控机床最常用的滑动轴承是静压滑动轴承。静压滑动轴承的油膜压强是由液压缸从外界供给的，与主轴的转速无关。它的刚度大，回转精度高。但静压轴承需要一套液压装置，成本较高，一般用于重型或高精度数控机床。滚动轴承由专业化工厂生产，选购维修方便。数控主轴组件在可能的条件下，尽量使用滚动轴承。特别是大多数立式主轴和主轴装在套简内能够作轴向移动的主轴，用滚动轴承可以用润滑脂润滑避免漏油。在数控机床上使用的滚动轴承主要有：球轴承，滚珠轴承，圆锥滚子轴承三大类。箱式直线轴承 滚动轴承的损伤和破坏形式主要有：磨损、疲劳、断裂、腐蚀、压痕和胶合。可将这六种失效形式归类成三种类型的故障：表面皱裂、表面剥落和轴承烧损。 1 表面皱裂是由于轴承使用时间较长，磨损后滚动面全周慢慢劣化的异常形态。此时轴承的振动与正常轴承振动具有相同的特点。唯一区别是此时振动幅度变大了。 2 表面剥落是由疲劳、裂纹、压痕、胶合等失效形式造成滚动面的异常形态。它们所引起的振动为冲击振动，振动信号中含有轴承的传输振动和轴承构件的固有振动。可以通过查找这些固有振动中是否出现某一构件运行特征频率来判断轴承的故障。 3 烧损是由于轴承润滑状态恶化等原因造成的。在到达烧伤程度的过程中，轴承的振动值急速增大。润滑不良，载荷过大，冲击载荷，和转速过高是造成滚动轴承故障的主要原因。其中润滑不良是主要原因。数控机床由于本身的结构特点和切削工艺特点，其轴承受到的损坏也与普通机床不太一样。在数控机床中，数控机床主轴的转动速度和进给轴的进给速度都是受数控系统的监控，很少出现转速过高的现象，所以转速过高不会成为数控机床轴承的故障原因。数控机床的轴承一般采用强制润滑和油脂封入润滑，使用强制润滑的轴承不存在润滑不良的问题：采用油脂封入式润滑的轴承，才会因没有得到定期的保养而产生润滑不良的问题。因此，润滑不良的原因也不是数控机床轴承故障最主要原因。在加工中，数控机床可能会出现由于切削用量过大而产生的轴承所受载荷过大的现象。以及刀具以高速切入工件，造成对主轴轴承的瞬间冲击载荷的现象也是经常发生的。经过上面的分析，我们可以得到这样的结论，载荷过大，冲击载荷和润滑不良是造成数控机床轴承故障的主要原因。由此而产生的故障主要是表面剥落和烧损。这两者中发生概率最大的就是表面剥落。 如前所述，表面剥落的故障判断可以通过查找由故障产生的冲击振动中是否出现了某一构件运行特征频率。滚动轴承有四个组成构件，内环、外环、滚动体及保持架。其故障也都是这四个构件的损伤及破坏引起的，包括：内滚道故障，外滚道故障，滚动体故障，保持架碰外环故障和保持架碰内环故障。据统计在滚动轴承的故障中，90％的故障来自于外环和内环故障。 二、滚动轴承的振动按产生机理 滚动轴承的振动按产生机理又分为三种类型： 1 轴承结构的固有振动。包括将内环看作是弹性体而引起的固有振动：将外环看作是刚性体而引起的固有振动：将滚动体看作刚体而引起的固有振动。 2 强迫振动。由轴承零件制造或装配误差而引起的振动。如：内外环波纹度、滚动体直径差等制造误差。 3 冲击振动。内外环或滚动体表面上存在划痕、毛刺、锈斑、点蚀、剥落、凹坑等缺陷，或有灰尘，润滑，油污等情况存在时，会激励起轴承脉冲型振动，振动的周期与转速成反比。振幅和与缺陷的尺寸大