滚动轴承故障诊断课件整理

滚动轴承故障诊断滚动轴承故障诊断滚动轴承故障诊断机械设备故障诊断技术

----滚动轴承故障诊断北京科技大学机械工程学院黎敏阳建宏2021/4/16滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术课堂教学是实施素质教育的主阵地，优化课堂教学结构，提高课堂教与学的效率，让有限的课堂教学时间焕发出无限的生命力。“教得有效，学得愉快”这是广大教育工作者不懈追求的目标。我们深刻地体会到：数学课堂教学的有效性是多么地重要。那么，如何提高数学课堂教学的有效性，共同促进师生可持续发展呢？下面笔者就如何优化课堂教学，谈谈几点思考。初中数学课堂教学优化教学过程的“最优化”理论，是苏联著名教育理论家巴班斯基创立的。他指出：“教学过程的最优化，就是指通过选择一种适合教育过程具体情况的教学方法，使教师和学生在花费最少的必要时间和精力的情况下，获得最好的效果。”本文笔者结合自己的教学经验，谈谈在初中的数学课堂教学如何优化课堂，以提高教学质量。1.优化数学课堂教学的有效途径。（1）体现数学知识的形成与应用过程。传统的数学教学只注重数学知识结论的教学，学生学到的是一些现成的数学概念、公式、法则及一些枯燥的数学符号，而对这些概念、公式、法则等的形成过程却很少过问。数学课程改革既要求注重知识结论的教学，又要重视知识形成过程的教学。所以，课堂教学中尽可能地为学生创造自主探索的机会，留给学生观察、猜想、讨论、探索的空间和时间，使学生在自主探索的过程中真正理解一个数学问题是怎样提出来的，一个数学概念是如何形成的，一个结论是怎样探索和猜测到的以及是如何应用的。（2）创设恰当的问题情境。《数学课程标准》指出：“数学教学应从学生实际出发，创设有助于学生自主学习的问题情境。”课堂教学中创设恰当的问题情境，能够激发学生强烈的好奇心，产生认知冲突的学习情境，诱发学生质疑，猜想。（3）构建互动交流的学习平台。新课程改革强调教学是师生、生生之间，相互交流、相互沟通共同发展的过程。在这个过程中教师与学生分享彼此的思考、经验和知识，交流彼此的情感、体验与观念，丰富教学内容，从而达到共识、共享、共进，实现教学相长和共同发展。（4）充分运用现代信息技术。现代信息技术为数学教学开创了一个实验的平台，为学生“做”数学提供了必要的工具与手段，弥补了传统教学方式在直观感、立体感及动态感方面的不足。比如：讲三角形内角和定理时，以前都是用剪纸、拼接和度量的方法，让学生直观感受。但由于实际操作会出现误差，很难达到理想的效果。现在利用“几何画板”随意画一个三角形，度量出它的三个内角并求和，然后拖动三角形的顶点任意改变三角形的形状和大小，发现无论三角形怎么变，三个内角的和总是180a。又如，是一个无限不循环小数，在以前教学中这个结论是老师直接告诉学生。而计算器进入课堂后，学生就能利用计算器通过不足近似和剩余近似的方法估计的大小，得到越来越精确的的近似值，进而指出是一个无限不循环小数的事实，为后面学习无理数打下基础。2.转变学生数学学习方式的有效途径。（1）阅读。阅读对于数学的学习同样必要。在传统教学中，教师往往将教材中的内容掰开了、揉碎了讲给学生听，忽视了学生“阅读”。现代教育提倡从学会到会学，提倡“终身学习”。因此，培养学生学会学习的基本前提是学会阅读自学。首先要学会阅读教材。新教材的每一章节内容为学生阅读自学提供了广阔的空间。最初，可由教师先提出问题，让学生带着问题读书，再回答问题，掌握知识点。随着阅读能力的提高，可先让学生独立阅读，思考教材中的问题，然后总结归纳出重点知识，进一步提高自学能力。接下来，结合教材特点及教学内容，向学生推荐相关的数学史料，数学名人传、数学杂志、数学名题趣题及数学思想方法等课外读物，供学生阅读，进一步激发学生对数学的兴趣。近年来，各式各样的阅读理解题已经成为中考热点。适当地进行一些阅读理解的训练，既能打消学生对“数学阅读无用”的想法，又为中考打下基础。（2）质疑。鼓励学生发现问题、提出问题是培养学生学会学习的重要途径。首先教师要创设一个民主的、轻松愉快的学习气氛，给学生一个提出问题的机会。其次，教师要根据具体内容，诱导学生通过观察、类比、猜想，提出概括性、置疑性、探究性的问题，并鼓励学生大胆解决。第三，教师要尊重学生提出的每一个问题，想尽一切办法去解决，不要打消学生提问的积极性。（3）探究。《新课程标准》指出：有效的数学学习过程不能单纯地依赖模仿与记忆，教师要引导学生主动地从事观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动，从而使学生形成有效的学习策略。因此，教师要根据具体的学习内容，结合学生的知识水平，创设有利于学生进行探究研讨的问题情境，使学生在自主探索与合作交流中掌握探究的方法，体验探究的乐趣。（4）实践。《数学课程标准》要求：教师应力求使学生体验数学在解决实际问题中的作用，数学与日常生活及其他学科的联系，促使学生逐步形成和发展数学应用意识，提高实践能力。因此教学中教师要鼓励学生动手实践，亲身体验数学的应用价值，发展学生创造力，使其主动地、富有个性地学习。课堂教学中尽可能地为学生创造自主探索的机会，留给学生弘察、猜想、讨论、探索的空间和时间。（5）反思。荷兰数学家弗赖登塔尔指出：“反思是数学思维活动的核心和动力”，“通过反思才能使现实世界数学化”。通过反思，可以深化对问题的理解，优化思维过程；通过反思，可沟通知识间的相互联系；通过反思，可以纠正不良的学习习惯。在平时教学中，主要采用写数学日志、数学周记等方式来反思听课、解题中的不良习惯。新课程标准下数学教学方式及学生学习方式的转变是课程改革中一项长期而艰巨的工作，作为一线教师必须坚定信念，把握新课标，领会新理念，用好新教材，将课程改革进行到底，培养出高素质的现代化人才。总之，“课堂活动是实际的、千变万化的；课堂是质朴的、创新的、激昂的；课堂是思想生命火花的碰撞与展现，是情不自禁地从灵魂深处流露出不断滋润精神之园的丝丝甘泉的发源地。”愿我们战斗在一线的教师们共同努力，真正持久地提高数学课堂教学效果，共同追求真实、有效的课堂教学，让数学课堂充满真实的激情，焕发无限的活力。摘要：梁启超对于写作曾有过这样的主张：“大匠能予人规矩，不能使人巧”。对此，中山大学容庚先生的解释是：“大匠予人以规矩而不能予人以巧;巧，只能在刻苦的磨练中得来”。由此可见，好的作文不仅需要教师的教导，也更需要学生的多多练习，而随笔就能起到这样的作用。本文分析了初中语文随笔训练遵循的四方面原则。一、目标性原则“教学”一词的性质决定了教师是有目的、有计划的“育人”，随笔教学既然也是“教学”，就应当以“育人”为终极目标。叶圣陶认为：学生学作文就是要练成一种熟练技能，一辈子能禁得起最广泛意义的“考试”即“考验”，而不是为了一时的学期考试和升学考试。我们在随笔教学过程中，应将应付考试的短期功利性目标改变为“育人”的长期战略目标，据此，笔者将随笔训练所遵循的目标进行了如下分解：（1）随笔训练总目标：以《义务教育语文课程标准（2011年版）》关于作文的总体目标为随笔训练目标，即“能具体明确、文从字顺地表达自己的见闻、体验和想法。能根据需要，运用常见的表达方式写作，发展书面语言运用能力”。（2）随笔训练阶段性目标：学生在各个年级阶段，知识的掌握和写作的基础也各不相同，笔者认为，应当遵循由易到难的原则，对随笔训练实行具体而系统的实践规划。将七年级至九年级分别定为第一阶段到第三阶段，各个阶段有不同的阶段性目标，因材施教地组织和开展随笔训练实践活动。二、有序性原则作文教学是语文教学的重要组成部分，要搞好作文教学，提高作文教学质量，必须加强作文教学的科学性和计划性。但是，长期以来，作文教学中一直表现出一定?盲目性、随意性。不少学校学期伊始，研宄语文教学计划的时候，作文教学通常是“靠后站”、“见机行事”。所谓的“写作教学计划”只不过是阅读教学计划的“附属”罢了。所谓“灵活安排”、“见机行事”，实际上就是心中无数，脚?西瓜皮，滑到哪里是哪里。而随笔的教学同样如此，今天出个记叙文，明天出个议论文，今天来个自由写作，明天来个命题作文，东一榔头西一棒，这样的随笔教学无计划、无目标，收效甚微。学生的写作能力，不经过有系统、有计划的训练，不尊重循序渐进的规律，只是盲目地凑篇数，那是不行的，系统论认为，任何事物越是有序列，其效能就越高，要扭转随笔教学的无序状态，就一定要认真制定一个合乎科学性的作文教学计划。在制定随笔训练计划时，应当注意几点：1.从学生实际出发。学生是写作的主人，随笔训练的计划应当有针对性，必须从学生实际出发，而不能凭主观想象，应当调查、了解学生各方面的情况，包括学习、家庭、思想、课外活动、社会活动等等，特别是语文知识和能力方面的情况。在初一新生入学之后，便可以做一些比较全面的调查摸底和质量分析，发现学生的一些普遍性、规律性的问题，从而在制定计划时做到心中有数。2.循序渐进、由浅入深。制定随笔教学计划要体现循序渐进、由浅入深的原则，逐步使随笔训练有一定的科学序列。例如同样是写记叙文，可能初一写记述性的记叙文，初二就着重写描写性的记叙文等，这样制定出来的随笔训练计划，序列清晰，安排科学，使得多数学生通过训练，都能达到写作的基本要求。3.适当的训练频率。笔者认为随笔训练的频率定为每周2到3次是比较适宜的，既可以达到适当训练效果，同时也照顾到学生的学业压力和教师的工作压力。三、多样性原则作文训练是一项综合的训练。它既是语言文字的训练，也是思维能力的训练，因而，在我们随笔训练的过程中，也应当体现出对听、说、读、写、思等诸多方面能力的培养。多样性是写作的重要特点，写作的多样性源于人的多样性，源于每一个个体不同的个性。日常生活，千变万化，即使是同样平淡无奇的人物事件，也会因为不同作者的个性、角度、心情等不同，而呈现出多姿多彩的状态，即“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，为什么到了我们很多初中生的笔下，他们的随笔、作文却往往是需要冥思苦想、抓耳晓腮的，甚至有时干脆敷衍了事，写出来的东西也往往千人一面，毫无新意。其实，很多时候，正是由于陈旧、单调的训练方式，枯燥乏味的训练内容，扼杀了学生蓬勃的写作欲望，最终使得他们失去了对作文的兴趣。因此，教师应当尊重学生，从学生的兴趣和需要出发，调动一切有利因素，改变原有的单一、枯燥的训练方式，用多样化的的训练形式为学生提供更好的写作环境，激发他们写作的积极性，反应他们多姿多彩的生活，进一步提高他们的写作能力。随笔训练的多样性主要体现在：训练素材的多样化、训练内容的多样化、命题方式的多样化、训练评改的多样化、训练指导的多样化。也就是说，用多变的、灵活的、创新的训练方式，提?学生写作的兴趣，激发学生写作的热情。四、开放性原则1.训练内容的开放性。科学而有效的作文不应当仅仅是写作这一过程本身，写作本身是综合性的，是听、说、读、写，字、词、句、段，摘、抄、记、写、改、编、评、赏的结合，它还可以与其它学科相结合，它还与学校、家庭、社会的结合，作文又与做事、做人相结合......作文教学应当向阅读教学和学生的生活体开放，作文训练的内容应该是包含了阅读、生活和写作实践三大要素的，阅读提供了语言的积累，生活提供了写作的素材，写作实践决定着提高，因而，我们的随笔训练也应当是阅读、生活和写作的有机结2.训练过程的开放性。传统的封闭式随笔训练通常是命题――写作一一批改一一讲评，过程中，学生都是被动参与，被动写作。而开放的随笔训练更注重写作氛围的创设，给学生更多的自主权。根据建构主义的学习理论，日常的随笔训练应当适时创设情境，给学生提供可以进行自由探索学习和合作交往的环境。德国教育家普斯多惠说过：“教学的艺术不在于传授知识，而在于激励，唤醒鼓励”，而学生的随笔，应当鼓励他们成为自己心灵的主人，允许他们写他们自己的文章，鼓励他们“说真话，述真情”，不说空话套话，让学生能够更加自由地进行写作。五、结束语随笔训练的重要性毋庸置疑，但随笔训练的研宄尚处于初级阶段，尚未形成一个科学的理论与实践相结合的系统，而作者仅仅通过一年的研究，这还需要笔者继续去探索。概述滚动轴承的安装冷压法和热套法压力机、手锤和套筒、润滑剂、加热器等滚动轴承的拆卸使用专门的拆卸工具滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术疲劳剥落磨损锈蚀塑性变形断裂胶合保持架损坏常见故障形式疲劳剥落原因内外滚道和滚动体表面既承受载荷又相对滚动，交变载荷的作用，在表面下一定深度处形成裂纹，裂纹扩展到接触表面使表层发生剥落坑后果造成运转时的冲击载荷、振动和噪声加剧滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因内圈疲劳失效外圈疲劳失效常见故障形式疲劳剥落是轴承失效的主要形式一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命滚动轴承的额定寿命在滚道或滚动体上出现面积为0.5mm2的疲劳剥落坑就认为轴承寿命终结同一批轴承中，最高寿命与最低寿命可以相差几十倍甚至上百倍，因此正确诊断轴承故障可以合理利用轴承的寿命滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因常见故障形式磨损原因尘埃、异物的侵入润滑不良后果轴承游隙增大，表面粗糙度增加轴承运转精度降低，振动和噪声增大滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因常见故障形式锈蚀原因水分或酸、碱性物质的侵入轴承停止工作后，轴承温度下降，空气中的水分凝结电流通过，引起电火花而产生电蚀后果高精度轴承由于表面锈蚀导致精度丧失而不能正常工作滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因常见故障形式滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因塑性变形原因：轴承受到过大的冲击载荷或静载荷硬度很高的异物侵入后果：运转过程中产生剧烈的振动和噪声压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近表面的剥落胶合原因:在润滑不良、高速重载情况下工作时，由于摩擦发热，轴承零件可以在极短时间内达到很高的温度，使一个表面上的金属粘附到另一个表面上后果:出现压痕，产生剥落区常见故障形式滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因保持架损坏原因：由于装配或使用不当可能会引起保持架发生变形后果：保持架和滚动体之间的摩擦增大，甚至使某些滚动体卡死不能滚动，也有可能造成保持架与内外圈发生摩擦会进一步使振动、噪声与发热加剧，导致轴承损坏断裂原因：过高的载荷可能引起轴承零件断裂金属材料有缺陷和热处理不良转速过高，润滑不良后果：轴承出现裂纹，加速劣化常见故障原因综述装配不当润滑不良腐蚀水分和异物侵入征兆是在滚道、滚子、保持架或其他位置出现红棕色区域过热征兆是滚道，球和保持架变色，从金色变为蓝色温度超过400F（204℃）使滚道和滚动体材料退火硬度降低导致轴承承重降低和早期失效严重情况下引起变形，另外温升高会降低和破坏润滑性能过载引起过早疲劳（包括过紧配合，布氏硬度凹痕和预负荷）滚动轴承故障诊断

常见故障形式及原因滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术疲劳剥落磨损锈蚀塑性变形断裂胶合保持架损坏装配不当润滑不良腐蚀过热过载滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术轴承结构特点引起的振动轴承制造装配原因引起的振动故障缺陷引起的振动轴承结构特点引起的振动滚动轴承承载时，由于不同的位置承载的滚动体数目不同，因而承载刚度会有变化，引起轴心的起伏波动采用游隙较小的轴承或加预紧力可减小此振动滚动轴承的承载刚度和滚子位置的关系振动原因分析滚动轴承故障诊断

振动机理轴承的装配制造原因引起的振动在轴承制造过程中，加工设备的振动而产生加工面的波纹度滚动体大小不均匀引起轴心摆动振动原因分析滚动轴承故障诊断

振动机理滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术轴承结构特点引起的振动轴承制造装配原因引起的振动故障缺陷引起的振动磨损偏心胶合疲劳剥落损伤内滚道损伤外滚道损伤滚动体损伤轴承磨损随着磨损的进行，振动加速度峰值和RMS值缓慢上升，振动信号呈现较强的随机性峰值与RMS值的比值从5左右逐渐增加到5.5～6轴承磨损时振动加速度振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理严重磨损导致轴承偏心轴承出现偏心，当轴旋转时，轴心便会绕外圈中心摆动振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理胶合在A点以前，振动加速度略微下降，温度缓慢上升A点之后振动值急剧上升，而温度却还有些下降，这一段轴承表面状态已恶化在B点之前，轴承中已有明显的金属与金属的直接接触和短暂的滑动B点之后有更频繁的金属之间直接接触及滑动，润滑剂恶化甚至发生炭化，直至发生胶合

从图中可以看出，振动值比温度能更早地预报胶合的发生，由此可见轴承振动是一个比较敏感的故障参数振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理振动温度疲劳剥落损伤当轴承零件上产生了疲劳剥落坑后，在轴承运转中会因为碰撞而产生冲击脉冲钢球冲击过程在碰撞点产生很大的冲击加速度(a图和b图)，大小和冲击速度成正比构件变形产生衰减自由振动(c图)振动频率取决于系统的结构，为其固有频率(d图)振幅的增加量A也与冲击速度成正比振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理a疲劳剥落损伤疲劳剥落故障轴承的振动信号T取决于碰撞频率，T=1/f碰振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理轴承外滚道损伤轴承内滚道损伤滚动体损伤振动原因分析---故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断

振动机理滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术轴承结构特点引起的振动轴承制造装配原因引起的振动故障缺陷引起的振动滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术振动测量简易诊断精密诊断测点选择传感器选择传感器安装测量参数设定振动测量测点的选择测量点应尽量靠近被测轴承的承载区，应尽量减少中间传递环节，探测点离轴承外圈的距离越近越直接越好应尽量考虑在水平（x）、垂直（y）和轴向（z）三个方向上进行振动检测滚动轴承故障诊断

故障诊断技术止推轴承振动测量传感器的选择与固定方式滚动轴承的振动可能是频率为1kHz以下的低频脉动，也有可能是频率在1kHz以上，数千赫兹甚至数十千赫兹的高频振动，通常二者皆有传感器获取的信号应同时覆盖上述两个频带传感器的尺寸和重量应尽可能小建议采用钢制螺栓固定振动测量分析谱带的选择低频段低频率段指1kHz以下的频率范围一般可以采用低通滤波器（例如截止频率fb≤1kHz）滤去高频成分后再作频谱分析此法可直接观察频谱图上相应的特征谱线，做出判断这个频率范围容易受到机械及电源干扰，并且在故障初期反映故障的频率成分在低频段的能量很小。因此，信噪比低，故障检测灵敏度差中频段

中频段指1k～20kHz频率范围使用截止频率为1kHz的高通滤波器滤去1kHz以下的低频成分，以消除机械干扰；用信号的峰值、RMS值或峭度指标作为监测参数使用带通滤波器提取轴承零件或结构零件的共振频率成分，用通带内的信号总功率作为监测参数滚动轴承故障诊断

故障诊断技术振动测量分析谱带的选择高频段高频率段指20～80kHz频率范围轴承故障引起的冲击有很大部分冲击能量分布在高频段如果采用合适的加速度传感器和固定方式保证传感器较高的谐振频率，利用传感器的谐振或电路的谐振增强所得到衰减振动信号，对故障诊断非常有效瑞典的冲击脉冲计（SPM）和美国首创的IFD法就是利用这个频段滚动轴承故障诊断

故障诊断技术滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术振动测量简易诊断精密诊断获取数据常用特征值波峰因数波形因数概率密度峭度

SPM简易诊断目的简易诊断：判断滚动轴承是否出现了故障精密诊断：判断故障轴承的故障类别及原因滚动轴承故障的简易标准绝对判定标准

绝对判定标准是指用于判断实测振值是否超限的绝对量值相对判定标准

对轴承的同一部位定期进行振动检测，并按时间先后进行比较，以轴承无故障情况下的振值为基准，根据实测振值与该基准振值之比来进行判断的标准滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断振动信号简易诊断法振幅值诊断法振幅值指峰值、均方根值峰值反映的是某时刻振幅的最大值，因而它适用于像表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；对于转速较低的情况（如300r/min以下），也常采用峰值进行诊断均方根值是对时间平均的，因而它适用于像磨损之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断振动信号简易诊断法波形因数诊断法波形因数：峰值与均值之比

当波形因数值过大时，表明滚动轴承可能有点蚀；而波形因数小时，则有可能发生了磨损滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断振动信号简易诊断法波峰因数诊断法波峰因数：峰值与均方根值之比

不受轴承尺寸、转速及载荷的影响，也不受传感器、放大器等一、二次仪表灵敏度变化的影响当滚动轴承无故障时，Xp/Xrms，为一较小的稳定值一旦轴承出现了损伤，则会产生冲击信号，振动峰值明显增大，但此时均方根值尚无明显的增大，故Xp/Xrms增大当故障不断扩展，峰值逐步达到极限值后，均方根值则开始增大，Xp/Xrms逐步减小，直至恢复到无故障时的大小滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断振动信号简易诊断法峭度系数诊断法振幅满足正态分布规律的无故障轴承，其峭度值约为3。随着故障的出现和发展，峭度值具有与波峰因数类似的变化趋势与轴承的转速、尺寸和载荷无关，主要适用于点蚀类故障的诊断

滚动轴承故障诊断

故障诊断技术实验中第74h轴承发生了疲劳破坏，峭度系数由3上升到6，而此时峰值和RMS值尚无明显增大故障进一步恶化后，峰值、RMS值才有所反映简易诊断振动信号简易诊断法概率密度诊断法无故障轴承：典型正态分布曲线有故障轴承：概率密度曲线可能出现偏斜或分散滚动轴承故障诊断

故障诊断技术获取数据振动测量简易诊断精密诊断常用特征值波峰因数波形因数概率密度峭度

SPM轴承结构特点引起的振动轴承刚度非线性引起的振动轴承制造装配原因引起的振动故障缺陷引起的振动疲劳剥落磨损锈蚀塑性变形断裂胶合保持架损坏装配不当润滑不良腐蚀过热过载滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)特点无须专业人员进行分析，可直接得到轴承损伤程度诊断快捷、准确，可作为滚动轴承监测的主要手段同样适用于低转速轴承可轻易获得轴承早期故障信息滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)冲击脉冲由于接触面上的物体发生碰撞而产生的振动与振动不同：振动是连续的；冲击脉冲是断续的；冲击能量的大小取决于物体碰撞时的冲击速度物体表面的凹凸不平度滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断---SPM冲击脉冲的强弱反映了故障程度冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)微弱冲击容易被淹没在噪声中UnbalancePeaksaroundtheresonansfrequencyBandpassfilterbearingdamageunbalances简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)001.0.100.1Signalafterbandpassfilter

0.1AfterenvelopAfterrectifying简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)Frequencydomain简易诊断---SPMTimedomainFFT冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)dBsv

：衡量冲击脉冲能量强度的绝对值dBi：滚动轴承初始值dBN：评定滚动轴承工作状态简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)标准冲击能量(dBN):总冲击能量与初始冲击能量之差0≤dBN≤20dB

正常状态，轴承工作状态良好

20dB≤dBN≤35dB

注意状态，轴承有初期损伤

35dB≤dBN≤60dB

警告状态，轴承已有明显损伤滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断---SPM冲击脉冲诊断法(SPM,即ShockPulseMethod)滚动轴承故障诊断

故障诊断技术简易诊断---SPM评价指标分析流程方法原理研究对象滚动轴承故障诊断概述滚动轴承故障形式与原因滚动轴承的振动机理滚动轴承的故障诊断技术振动测量简易诊断精密诊断获取数据常用特征值波峰因数波形因数概率密度峭度

SPM几何参数Z—滚珠个数d—滚珠直径D—轴承滚道节径β—接触角r1—内圈滚道半径r2—外圈滚道半径滚动轴承故障诊断

精密诊断精密诊断精密诊断滚动轴承特征频率滚动轴承故障诊断

精密诊断保持架旋转频率滚动体的公转频率滚动体通过外圈一点的频率滚动体通过内圈一点的频率内圈旋转频率内外圈相对旋转频率内圈故障频率：fi

=0.6×z×fr

外圈故障频率：fo

=0.4×z×fr

保持架故障频率：fc

=0.381~0.4×fr滚动体故障频率：fb

=0.23×z×fr(z<10)

fb

=0.18×z×fr

(z>10)外圈与保持架关系：fo

=z×fc

外圈与内圈关系：fo+fi

=z×fr故障频率经验公式(fr

为转频；z为滚动体个数)精密诊断滚动轴承故障诊断

精密诊断fifofbfrfc精密诊断关于特征频率的几点说明：公式计算时假设外圈与轴承座没有相对运动实际频率与上述理论计算值会有出入，所以在谱图上寻找各特征频率时应找其近似值来判断公式是指“一个剥落坑”时，若有n个剥落坑，仍是此公式特征频率都是轴工作转速的非同步频率滚动轴承故障诊断

精密诊断内圈故障频率：fi

=0.6×z×fr

外圈故障频率：fo

=0.4×z×fr

保持架故障频率：fc

=0.381~0.4×fr滚动体故障频率：fb

=0.23×z×fr(z<10)

fb

=0.18×z×fr

(z>10)滚动体产生损伤时，缺陷部位通过内圈或外圈滚道表面时会产生冲击振动滚动轴承无径向间隙时，会产生频率为nZfb的冲击振动有径向间隙时，根据损伤部位与内圈或外圈发生冲击接触的位置不同，会发生以保持架旋转频率fc进行振幅调制的情况。精密诊断滚动轴承故障诊断

精密诊断轴承滚动体故障内滚道产生损伤时，如剥落、裂纹、点蚀等，若滚动轴无径向间隙，会产生频率为nZfi

的冲击振动通常滚动轴承都有径向间隙，且为单边载荷，根据损伤部分与滚动体发生冲击接触的位置不同，振动的振幅会发生周期性的变化，即发生振幅调制。轴承内圈故障精密诊断滚动轴承故障诊断

精密诊断轴承外圈故障外滚道产生损伤时，在滚动体通过时也会产生冲击振动由于损伤的位置与载荷方向的相对位置关系是一定的，所以不存在振幅调制的情况精密诊断滚动轴承故障诊断

精密诊断

滚动轴承如果存在润滑不良造成的干磨擦故障，在时域波形中会出现削波现象轴承摩擦精密诊断滚动轴承故障诊断

精密诊断滚动轴承故障诊断某厂煤粉1#废气风机轴承故障诊断某厂大脱硫风机轴承故障诊断滚动轴承故障诊断废气风机设备简图及测点布置图

设备参数

电机转速943r/min

电机容量630kw

测点3轴承型号SKF22230滚动体个数21废气风机诊断案例计算特征频率

转频

fr

=943/60=15.72Hz

内圈故障频率fr

=0.6*Z*fr=198.10Hz

外圈故障频率fo

=0.4*Z*fr=132.02

Hz滚动轴承故障诊断幅域特征值分析（单位：mm/s）

测点测试日期垂直V水平H轴向A32007.08.101.081.902.792007.08.212.252.097.64超过ISO2372国际标准中“C”级振动强度等级7.1mm/s，属于“不满意”状态

1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断转频16.56Hz及谐波非同步频率135.31Hz及谐波测点3V低频分析2007.08.10非同步频率135.31Hz及谐波2007.08.21转频16.56Hz及谐波特征频率幅值增大4倍1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程废气风机诊断案例0.40.30.20.10滚动轴承故障诊断测点3V共振解调分析2007.08.10故障频率135.31Hz及谐波2007.08.21故障频率135.31Hz及谐波被16.56Hz频率调制特征频率幅值增大，并被转频所调制1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程0.070.050.030.010废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断测点3A低频分析2007.08.10非同步频率135.31Hz及谐波调制频率16.56Hz故障频率135.31Hz及谐波转频16.56Hz的边带2007.08.212.01.51.00.5097531特征频率幅值增大4倍1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断测点3A共振解调分析2007.08.10转频16.56Hz及其谐波故障频率135.16Hz及其谐波转频16.56Hz及其谐波故障频率135.16Hz及其谐波2007.08.210.10.080.060.040.0200.180.120.080.040特征频率幅值明显增大1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程测点3A时域分析2007.08.10削波现象削波处2007.08.21废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1低频段分析

2.1.2共振解调分析

2.2轴向

2.2.1低频段分析

2.3.2共振解调分析3.时域分析诊断流程诊断结论经过两次测量比较，轴承故障特征频率135.31Hz增长显著，且带转轴边带

。根据计算故障频率135.31Hz是轴承外圈特征频率，因此可以确定轴承外圈出现故障

滚动体与内圈或外圈局部有碰磨现象，从而造成轴承温度升高生产验证点蚀严重废气风机诊断案例滚动轴承故障诊断诊断案例某厂煤粉1#废气风机轴承故障诊断某厂大脱硫风机轴承故障诊断滚动轴承故障诊断大脱硫风机诊断案例大脱硫风机设备简图及测点布置图

设备参数

电机转速850r/min

液力耦合器输入轴转速850r/min、输出轴转速740r/min风机两测滚动轴承型号：22344CA

滚动体个数13计算特征频率

转频

fr

=740/60=12.33Hz

内圈故障频率fr

=0.6*Z*fr=96.2

Hz

外圈故障频率fo

=0.4*Z*fr=64.1

Hz滚动轴承故障诊断幅域特征值分析（单位：mm/s）

测点测试日期垂直V水平H轴向A32006.9.132.983.055.312007.1.295.003.527.75超过ISO2372国际标准中“C”级振动强度等级7.1mm/s，属于“不满意”状态1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1高频段分析

2.1.2低频段分析

2.1.3共振解调分析

2.2水平方向

2.2.1高频段分析

2.2.2低频段分析

2.3.3共振解调分析3.时域分析诊断流程大脱硫风机诊断案例滚动轴承故障诊断测点3V高频分析1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1高频段分析

2.1.2低频段分析

2.1.3共振解调分析

2.2水平方向

2.2.1高频段分析

2.2.2低频段分析

2.3.3共振解调分析3.时域分析诊断流程2006.09.132007.01.291.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s自由能量加大幅值增大大脱硫风机诊断案例1.51.20.80.6RMSAccelerationinG-s0.32004006008001000滚动轴承故障诊断测点3

V低频分析1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1高频段分析

2.1.2低频段分析

2.1.3共振解调分析

2.2水平方向

2.2.1高频段分析

2.2.2低频段分析

2.3.3共振解调分析3.时域分析诊断流程2006.09.132007.01.29非同步频率60.31Hz及谐波非同步频率63.91Hz及谐波大脱硫风机诊断案例12963RMSAccelerationinG-s02004006008001000滚动轴承故障诊断测点3

V共振解调分析1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1高频段分析

2.1.2低频段分析

2.1.3共振解调分析

2.2水平方向

2.2.1高频段分析

2.2.2低频段分析

2.3.3共振解调分析3.时域分析诊断流程2006.09.132007.01.29故障频率63.91Hz及谐波60.31Hz频率及谐波幅值增大5倍大脱硫风机诊断案例1.20.90.60.3RMSAccelerationinG-s0100040006000800020003000滚动轴承故障诊断测点3

H

高频分析1.幅域分析2.频域分析

2.1垂直方向

2.1.1高频段分析

2.1.2低频段分析

2.1.3共振解调分析

2.2水平方向

2.2.1高频段分析

2.2.2低频段分析

2.3.3共振解调分析3.时域分析诊断流程2006.09.132007.01.29自由能量加大大脱硫风机诊断案例1.20.80.60.3PKVelocityinmm/Sec06008001000200400滚动轴承故障诊断测点3

H

低频分析