机械故障诊断大作业滚动轴承

滚动轴承故障及其诊断方法
滚动轴承是一种很常见的机械元件，广泛用于工业和消费市场，用于
转动机械装置的旋转部件。

它们的主要功能是支撑和稳定轴，允许轴在指
定的位置和方向上旋转，以及在转动时减少摩擦和重复负载。

滚动轴承可
以在各种不同类型的机械设备中找到，例如汽车，风能发电机，摩托车，
电机，空调，电气箱等。

滚动轴承可以长期高效工作，但如果不适当地维护和维修它，可能会
导致故障。

常见的滚动轴承故障包括损坏，轴承旋转变慢，轴承外壳发热，内部损坏，轴键变形，低速磨擦，扭矩问题等。

解决这些问题的关键是找
出故障的根本原因，并根据现场条件采取正确的解决方案。

要有效诊断滚动轴承故障，可以采用以下方法。

1.检查外壳：检查轴承外壳表面，以及固定螺丝和轴承挡圈是否松动、弯曲或破损。

检查底座是否正确安装，轴是否紧固，以及轴承应用的负载
是否正确。

2.状态检查：检查轴承内部和外壳的温度，查看是否有油漆和碳垢，
并检查轴承内部有无异响和异常磁性。

3.拆卸检查：仔细检查轴承内部的轴承衬套、滚珠和圆柱滚道，查看
是否有损坏、磨损或异物。

滚动轴承故障诊断实例
滚动轴承故障诊断实例可以包括以下几种情况：
1. 声音异常：当滚动轴承出现故障时，可能会出现异常的噪音，如嘶嘶声、刮擦声或者咔咔声等。

这种情况下，可以通过听觉判断故障的类型和位置。

噪音一般源于滚珠或滚道表面的损伤或者磨损。

2. 振动异常：故障的滚动轴承会导致轴承运行不稳定，产生过大的振动。

可以通过振动传感器来检测振动的频率和幅度，进而判断故障的严重程度和位置。

振动异常可能是由于轴承内部松动、滚子损伤或滚道不平整等问题引起的。

3. 温度异常：滚动轴承运行时，由于磨擦和摩擦产生的热量，轴承温度会有所上升。

但是，如果滚动轴承的温度明显高于正常值，可能表明存在故障。

可以通过红外测温仪或接触式温度计来测量轴承的温度，判断是否存在异常。

4. 润滑问题：滚动轴承需要得到正确的润滑以保持正常运行。

如果滚动轴承出现故障，润滑不足或者污染等问题，会导致滚动轴承的寿命缩短。

可以通过观察润滑脂或润滑油的颜色、黏度以及滚动轴承周围是否有渗漏等来判断润滑是否正常。

上述实例中的故障诊断需要依靠专业的设备和工具，同时需要具备相应的专业知识和经验，建议请专业人士进行诊断和修复。

轴承上。
(6)座圈产生裂纹和保持架碎裂
轴承座圈产生裂纹的原因可能是 轴承配合过紧、轴承外圈或内圈 松动、轴承的包容件变形、安装 轴承的表面加工不良等。保持架 碎裂的原因是润滑不足、滚动体 破碎、座圈歪斜等。座圈滚道严 重磨损可能是座圈内落入异物、 润滑油不足或润滑油牌号不符合
要求引起的。
3．故障诊断
⑤保持架噪声。产生原因：滚动 体和保持架、保持架与引导面之 间的滑动摩擦，以及保持架与滚 动体发生相互撞击而发出的噪声。
特点：具有周期性；当采用滚动 体引导保持架时，这种运动的不 稳定性更加严重，深沟球轴承的 冲压保持架较薄，径向、轴向的 刚度较低，整体稳定性差，轴承 高速旋转时，因弯曲变形而产生
1．故障识别
运转中的检查项目有轴承的滚动 声、振动、温度等，主要识别方
法如下：
(1)噪声识别
这需要有丰富的经验，应尽量由 专人进行这项工作。用听音器或 听音棒贴在外壳上可清楚地听到 轴承的声音，也可采用测声器对 运转轴承的滚动声的大小及音质 进行检测，分辨出不同的故障。
轴承噪声主要有以下几种：
现振动。
表面疲劳剥落的初期是表面上出 现麻点，最后发展成片状的表层 脱落。轴承滚动体和内外圈滚道 面上均承受周期性脉动载荷的作 用，产生周期性变化的接触应力。 当应力循环次数达到一定数量后， 在滚动体或内外圈滚道工作面上 就产生疲劳剥落。如果轴承的负
荷过大，会使这种疲劳加剧。
另外，轴承安装不正、轴弯曲， 也会产生滚道剥落现象。轴承滚 道的疲劳剥落会降低轴的运转精
自激振动，发出“蜂鸣声”。
⑥夹杂物噪声。大约14%的轴承过 早损毁是污染所致，外部杂质进 入轴承工作面引起非周期性振动 和噪声。特点：随机性强，特别
是小型轴承对此很敏感。

3 2
43.0Hz
Fourier Spectrum(M b)- Input (Mgnitude)
Wrking:
Input:
Input:FFT
Anal
yzer
87.0H
130.0Hz
260.0Hz
0
40
80
120
160
200
24z]
经过包络处理之后，不平衡、松动、皮带轮偏斜、轴向窜动等频率都被滤 掉了，只用考虑轴承故障和泵进排液阀冲击。而进排液阀产生的冲击频率是泵 转频的1、3、6 …倍，包络谱中主要频率分量是43Hz、87Hz、130Hz、260Hz, 不是转频5.58Hz 的倍频分量，由此断定故障不是由泵进排液阀窜绕引起的。当 轴承跑内圆或轴承磨损使间隙增大时也会在包络谱上产生转频及其谐波分量。 经过比对，这些频率分量是滚动体故障频率14.7Hz 的3、6、9、18倍频，表明滚 动体出现故障，并且很严重。
命。
2)磨损
由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨 损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也 降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。
3)擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接触面 受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成接触 面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将 局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
随着轴承的运转，轴承滚动表面会产生轻微的缺陷，这些轻微缺陷引 起的振动会激起轴承部件的固有频率(fn)振动或轴承支承结构共振， 一般振 动频率在500Hz～2kHz。
第二阶段
边频爷
1仪
3)第三阶段：轴承缺陷频率及其倍频振动阶段

轴承因受到过大的冲击载荷、静载荷、落入硬质异物等 在滚道表面上形成凹痕或划痕。
而一旦有了压痕，压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近 表面的剥落。
这样，载荷的累积作用或短时超载就有可能引起轴承塑性 变形。
1滚动轴承异常的基本形式
(4).腐蚀
润滑油、水或空气水分引起表 面锈蚀（化学腐蚀）
轴承内部有较大的电流通过造 成的电腐蚀
2.3 滚动轴承的振动及其故障特征
2. 幅值域中的概率密度特征 滚动轴承正常时和
发生剥落损伤时的轴 承振动信号的幅值概 率密度分布如图。
轴承振动的概率密度分布
从图中可以看出，轴承发生剥落时，幅值分布的幅 度广，这是由于存在剥落的冲击振动。这样，从概率 密度分布的形状，就可以进行异常诊断。
3 滚动轴承故障诊断方法
2.2 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)每个滚道体直径相同，且均匀分布在内外滚道之间 (3)承受径向、轴向载荷时各部分无变形；
方法： 研究出不承受轴向力时轴承缺陷特征频率，进而，推导出 承受轴向力时轴承缺陷特征频率
1. 不承受轴向力时 轴承缺陷特征频率
d Dm
)
fr
滚动轴承的特征频率
➢ (3) 轴承内外环有缺陷时的特征频率：
➢ 如果内环滚道上有缺陷时，则Z个滚动体滚过该缺陷时的
频率为
fi
f Bi Z
1 (1 2
d Dm
) frZ
➢ 如果外环滚道上有缺陷时，则Z个滚动体滚过该缺陷时的
频率为
fo
f Bo Z
1 (1 2
d Dm
)
f
r
Z
➢ (4) 单个滚动体有缺陷时的特征频率：如果单个有缺陷的 滚动体每自传一周只冲击外环滚道（或外环）一次，则其 相对于外环的转动频率为

滚动轴承故障诊断分析全解
滚动轴承是机械设备中的重要元件，也是故障率最高的构件。

其突发的故障可能会严重影响机械设备的正常运行，即使是轻微的故障，也会降低设备的使用寿命。

因此，对滚动轴承的故障进行及时诊断和维修，是确保轴承的正常运行的关键。

本文将对滚动轴承故障诊断进行全面阐述，以便于有助于轴承的可靠运行。

一般来讲，滚动轴承的故障可以归结为以下几类：
(1)疲劳损坏:由于长期的使用，滚动轴承中的滚动体和锥形齿轮等内部零件可能会因疲劳而损坏，最终导致轴承的故障;
(2)腐蚀破坏:由于设备运行时的温度、湿度及磨损较大，滚动轴承容易受到空气、油品及其他化学性腐蚀剂的作用，从而造成内部零件的磨损;
(3)水分侵入:滚动轴承组装后，如果存在漏油现象，则滚动轴承内部容易污染，从而导致滚动体及锥形齿轮等内部零件受损;
(4)润滑油工作性能不佳:润滑油在机械设备运行时，若由于品质或温度等原因，润滑油的性能不佳，轴承容易受到损坏;
(5)安装不良:滚动轴承安装后，若没有正确地调整轴的负荷和动转瞬间，将会对轴承组件产生振动和噪音，从而导致故障。

课程名称：机械故障诊断设计题目：基于FFT的轴承故障诊断学院：机械工程系班级：学号：姓名：指导老师：李奕璠2017年12月23日摘要滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。

所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。

傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。

这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。

通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。

关键词：滚动轴承；故障诊断；FFT23第1章 绪论1.1 滚动轴承概述滚动轴承（rolling bearing ）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。

图1 滚动轴承结构滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之一。

据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。

轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。

因此，对重要用途的轴承进行工况检测与故障诊断是非常必要的。

1.2 本次任务本次总共给出了4组通过现场测试得到的滚动轴承运行数据，包括1组正常轴承数据，1组内圈故障数据，1组外圈故障数据，1组滚动体故障数据。

机械故障诊断大作业滚动轴承(共15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--课程名称：机械故障诊断设计题目：基于FFT的轴承故障诊断学院：机械工程系班级：学号：姓名：指导老师：李奕璠2017年12月23日摘要滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。

所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。

傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。

这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。

通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。

关键词：滚动轴承；故障诊断； FFT第1章绪论滚动轴承概述滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。

图1滚动轴承结构滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之一。

据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。

轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。

机械故障诊断大作业滚动轴承TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-课程名称：机械故障诊断设计题目：基于FFT的轴承故障诊断学院：机械工程系班级：学号：姓名：指导老师：李奕璠2017年12月23日摘要滚动轴承是旋转机械中重要的零件，以往的动检工作对滚动轴承强烈振动原因分析不足，不能满足设备维修工作的需要。

所以要定期对旋转机械进行动态监测，根据所测数据做出诊断分析，及时发现滚动轴承强烈震动情况。

傅里叶变换在故障诊断技术中是重要的工具，但傅里叶变换及其逆变换都不适合数字计算机计算，要进行数字计算机处理，必须将连续性信号离散化，无限长数据有限化，再进行采样和截断。

这种算法称为有限离散傅里叶变换（DFT），为了提高效率，在DFT的基础上，运用快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承进行故障诊断。

通过FFT方法分析轴承的信号图，对滚动轴承振动的产生原因进行深入分析，不断总结经验，提高故障分析能力，掌握造成滚动轴承强烈振动的原因，及时消除振动，为设备安全提供可行性措施。

关键词：滚动轴承；故障诊断； FFT第1章绪论滚动轴承概述滚动轴承（rolling bearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，引导滚动体旋转起润滑作用。

图1滚动轴承结构滚动轴承是各类旋转机械中最常用的通用零件之一，也是旋转机械易损件之一。

据统计，旋转机械的故障越有30%是由轴承故障引起的，它的好坏对机械的工作状况影响很大。

轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。

井下运输机械滚动轴承故障的检测与诊断摘要对于井下运输机械来说，其轴承故障问题，直接关系着井下运输正常运行。

要想保证井下运输机械正常运行，就应该时常对机械滚动轴承进行检测和诊断。

本文主要从井下运输机械滚动轴承常出现的故障问题、井下运输机械滚动轴承故障检测及故障诊断方法等，对井下运输机械滚动轴承故障的检测与诊断进行相应分析。

关键词井下运输机械；滚动轴承；故障检测；诊断中图分类号td421 文献标识码a 文章编号1674-6708（2012）64-0111-02随着科学技术的发展，许多大型井下作业企业已经采用的机械运输方法进行相应运输，机械运输在一定程度上节省大量时间和成本，提高了企业效率。

然而，机械在实际工作中，特别是在井下作业过程中，常会出现一些问题，尤其是滚动轴承故障问题。

一旦出现这一故障问题，就会影响机械滚动轴承的正常运行。

在这种情况下，就需要对井下运输机械故障进行相应的检测并作出正确的诊断，以便更好的解决滚动轴承故障问题。

如何更好的对井下运输机械轴承故障问题进行检测和诊断，已经成为相应企业值得思索的事情。

1 井下运输机械滚动轴承常出现的故障问题由于井下作业环境恶劣，再加上严重干扰，使得井下运输机械常会出现一些故障，而在这些故障中比较严重易受损的就是滚动轴承。

这种轴承经常会发生疲劳、胶合或是保持架断裂等故障。

出现这种故障的主要原因是滚动轴的金属特性造成的。

滚动轴承的金属硬度较高，变形后无法复原，抗击性能比较差、抗疲劳性差，再加上井下作业受到的抗击比较多，使得滚动轴承粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损或是微动磨损等。

一旦滚动轴承出现磨损现象，如果井下机械在运转的过程中轴承不出现温度高现象，是很难察觉到滚动轴承故障的，等到人们发觉时井下运输机械滚动轴承已经出现大部分磨损。

一旦轴承出现这类故障，就会使支撑轴错位，齿轮会出现打齿现象，甚至会使整个齿轮箱破裂，进而影响井下运输机械的正常运行。

严重时甚至会造成机械停机。

b)监测高频段信号，其目标是要获取唯一轴承故障信号，采 取自振频率在25～30KHz加速度传感器，利用加速度传感器共 振效应，将这个频段轴承故障信号放大，再用带通滤波器将其 它频率信号（主要是低频信号）滤除，取得唯一轴承故障信号 。
c)监测超高频段信号，则采取超声波传感器，将声发射信号 检出并放大。仪表统计单位时间内声发射信号频度和强度，一 旦频度或强度超出某个报警限，则判定轴承故障。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第17页
3．峭度指标法
峭度指标Cq反应振动信号中冲击特征。
峭度指峭标度Cq指对标信C号q中冲击特C征q 很 敏N1感iN，1 X(正xr4mi常s 情x况)4 下其值应该在3左
右，假如这个值靠近4或超出4，则说明机械运动情况中存在冲击性振 动。
*当轴承出现早期故障时，有效值改变不大，但峭度指标值已经显著增 加，到达数十甚至上百，非常显著。它优势在于能提供早期故障预报 。
滚动轴承特征频率(即接触激发基频)，完全能够依据轴 承元件之间滚动接触速度关系建立方程求得。计算特征频率 值往往十分靠近测量数值，所以在诊疗前总是先算出这些值 ，作为诊疗依据。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第9页
滚动轴承特征频率（内圈旋转，外圈固定时）
• 1) 内圈旋转频率ƒ1： f1 n / 60 Hz
轴承故障 将 使轴空间定位出现波动，当轴工作状态处于非重载时，轴转频振动 幅值升高，有时还表现为转频2X、3X…5X频率振幅升高。这种情况往往预示着滚动 轴承出现早期故障。当轴转频振动幅值再次降低时，滚动轴承故障已进入晚期，到 了必需更换程度。
机械故障诊断技术滚动轴承故障诊断
第12页
因为轴空间位置波动，也必定影响齿轮等零件振动 。滚动轴承故障在某种条件下（如轻载、空载）也会在齿 轮啮合频率振幅升高中反应出来。所以其特征为齿轮啮合 频率边频很微弱，几乎看不见。

滚动轴承常见故障及故障程度诊断方法滚动轴承是一种常见的机械传动部件，广泛应用于各种设备和机器中。

然而，由于长期的运转和使用，滚动轴承可能会出现各种故障。

及早诊断并解决这些故障，可以提高设备的工作效率和寿命。

下面将介绍一些常见的滚动轴承故障以及相应的故障程度诊断方法。

1.磨损故障：磨损是滚动轴承最常见的故障之一、它可能是由于振动、超负荷、不当润滑或外部杂质等因素引起的。

磨损故障的特点是滚道、轴承座和滚珠表面的磨损或变形。

在诊断方面，可以使用肉眼观察滚道和滚珠表面的磨损情况，并通过手感判断是否存在磨损故障。

2.疲劳故障：疲劳是滚动轴承的另一种常见故障。

它通常是由高载荷、频繁起停、轴向冲击或轴承内部结构缺陷等因素引起的。

疲劳故障的特点是滚珠或滚道出现裂纹或剥落。

在诊断方面，可以使用显微镜观察滚珠和滚道表面的裂纹或剥落情况，或者进行动态振动分析以检测是否存在疲劳故障。

3.温升故障：温升是滚动轴承的常见故障之一，通常是由于不当润滑、过高的润滑脂粘度、轴承过紧或过松、内部结构问题等因素引起的。

温升故障的特点是轴承运行时温度升高。

在诊断方面，可以使用红外热像仪测量轴承温度，或使用测温仪对轴承不同部位进行温度测量，以判断是否存在温升故障。

4.噪声故障：噪声是滚动轴承常见的故障之一，通常是由于轴承松动、滚珠损坏、滚子不对中、不正确的润滑或外部冲击等因素引起的。

噪声故障的特点是轴承运行时产生噪声。

在诊断方面，可以使用听诊器或声音分析仪对轴承的运行声音进行监测和分析，以判断是否存在噪声故障。

5.润滑故障：滚动轴承的润滑是保证轴承正常运行的重要因素，不当的润滑可能会导致轴承故障。

润滑故障的特点是润滑油脂污染、量不足或过多、润滑脂分解或硬化等。

在诊断方面，可以通过观察润滑油脂的颜色、质地和气味来判断是否存在润滑故障。

除了上述常见的滚动轴承故障，还有一些其他故障，如过载、轴向偏移、振动等。

对于这些故障，可以使用适当的仪器和设备，如振动测量仪、位移传感器等进行诊断和监测。

动体的故障等。
温度诊断法
总结词
通过测量轴承的温度变化，判断轴承的工作状态是否正常。
详细描述
温度诊断法是一种间接的滚动轴承故障诊断方法。通过在轴承座或轴承端盖上安装温度传感器，监测轴承的工作 温度，可以判断轴承的工作状态是否正常。如果温度过高或温差过大，可能表明轴承存在故障，如润滑不良、摩 擦过大等。
04
滚动轴承故障诊断实例
实例一：振动诊断法的应用
01
总结词
振动诊断法是通过监测滚动轴 承的振动信号来判断其运行状
态的方法。
02
详细描述
振动诊断法具有非破坏性、实 时性等优点，通过分析振动信 号的频率、幅值和波形等信息 ，可以识别滚动轴承的故障类 型和位置，以及评估故障的严
重程度。
03
总结词
振动诊断法需要使用专业的振 动测量仪器，如振动分析仪或 频谱分析仪，对滚动轴承进行
促进智能化发展
随着工业4.0和智能制造的推进，对设备的监测和故障诊断要求越来越高。滚动轴承的故 障机理与诊断研究有助于推动设备智能化的发展，提高生产效率和产品质量。
对未来研究的建议
01
加强跨学科合作
滚动轴承的故障机理与诊断涉及多个学科领域，如机械工程、材料科学
、信号处理等。建议加强跨学科合作，综合运用各学科的理论和方法，
其在实践中的可行性和效果。
THANKS
声学诊断法
要点一
总结词
通过测量轴承的声学信号，分析其频率和幅值等信息，判 断轴承的故障类型和程度。
要点二
详细描述
声在 轴承座或轴承端盖上安装声学传感器，采集轴承的声学信 号，然后分析这些信号的频率和幅值等信息，可以判断轴 承是否存在故障以及故障的类型和程度。常见的故障类型 包括轴承内圈、外圈和滚动体的故障等。声学诊断法的优 点是可以在线监测轴承的工作状态，但受环境噪声影响较 大。

滚动轴承故障诊断分析滚动轴承是机械设备中常见的关键部件之一，其工作状态直接关系到设备的稳定性和可靠性。

因此，对滚动轴承的故障诊断分析具有重要的意义。

本文将从滚动轴承的故障类型、故障诊断方法等方面进行详细分析，并给出相应的解决方案。

首先，滚动轴承的故障类型主要有疲劳、磨损、锈蚀、杂质和润滑不良等几种。

疲劳是滚动轴承最常见的故障类型之一、当滚动轴承在长期高速运转或负荷过重的情况下，会引起轮廓形状的改变，从而导致疲劳断裂。

对于这种故障，可以通过定期检查和维护来延长轴承的使用寿命。

磨损是指滚动轴承在摩擦和磨削的作用下，导致轴承零件表面的材料损失。

主要有磨损、磨粒和烧伤等。

对于这种故障，可以通过增加润滑剂的使用量、选择合适的润滑剂和改善润滑条件来解决。

锈蚀是指滚动轴承在潮湿环境下，由于润滑不良或长期闲置等原因，轴承表面产生氧化而导致的故障。

对于这种故障，应注意轴承的密封和润滑条件，及时更换润滑剂和防护涂层，确保轴承的正常运转。

杂质是指滚动轴承中的异物，如尘埃、粉末、金属屑等。

这些杂质会导致轴承卡死、摩擦增大等故障。

对于这种故障，应定期清洗和更换润滑剂，保持滚动轴承的清洁。

润滑不良是滚动轴承的故障的主要原因之一、轴承在运转时，需要有足够的润滑剂来减小摩擦和磨损。

如果润滑不良，会导致轴承失效。

对于这种故障，应定期检查润滑剂的使用情况和润滑条件，进行必要的维护和更换。

其次，滚动轴承的故障诊断方法主要有故障模式识别、振动分析和声学诊断等。

故障模式识别是根据滚动轴承故障表现的各种特征，进行故障模式的分类和判断。

通过对轴承工作状态的观察和记录，可以对轴承的故障模式进行准确识别，为后续的维修提供参考。

振动分析是通过对滚动轴承振动信号的采集和分析，来判断轴承的工作状态。

不同的故障模式会产生独特的振动信号，通过对这些信号的频谱分析和时域分析，可以准确诊断出轴承的故障类型和程度。

声学诊断是通过对滚动轴承工作时产生的声音进行分析和判断。

f bn
=
0.424 r
E
2r
（5.1）
其中 r 为钢球的半径（m），ρ为材料密度（kg/m3）,E 为钢球的弹性模量（N/m2） 当滚动轴承为钢材时，其内外圈的固有频率可用下式计算：
f (i,o)n
= 9.4 105
h D2
பைடு நூலகம்
n(n 2 n2
1) 1
（5.2）
其中 h 为圆环的厚度（mm），D 为圆环中性轴的直径（m），n 为振动阶数（变形波数见图
第一节 滚动轴承的失效形式及振动机理 一、概述
旋转机械是设备故障诊断工作的重点，而旋转机械的故障有相当大的比例与滚 动轴承有关。滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30 ％是因滚动轴承引起的，由此可见 故障诊断工作的重要性。
最初的轴承故障诊断是利用听棒，靠听觉来判断。这种方法至今仍然在沿用，
单个滚动体（或保持架）相对于外圈的旋转频率为
p
f oc
= VB lm
=
2 (D d) fn
pD
=
1 2
1
d D
fn
（5.5）
其中 lm 为滚道节圆周长。 如果外圈滚道上某处有一缺陷时，则Z 个滚动体滚过该缺陷时的频率为
Zf oc
=
1 2
1
d D
f
n
Z
（5.6）
如果内圈上有一处缺陷点时，Z 个滚动体滚过该缺陷时的特征频率为
硬度很高的异物侵入时都会在滚道表面形成凹痕或划痕。这将使轴承在运转过程中产 生剧烈的振动和噪声。而且一旦有了压痕，压痕引起的冲击载荷会进一步引起附近表 面的剥落。
4．锈蚀 锈蚀是滚动轴承最严重的问题之一，高精度的轴承可能会由于表面锈蚀导致

声音分析法
通过分析轴承产生的声音，可 以判断轴承的健康状况和潜在 故障。
温度分析法
通过测量轴承的温度变化，可 以检测到轴承故障和润滑不良。
滚动轴承故障诊断的实际应用
1
汽车工业
滚动轴承故障诊断被广泛应用于汽车引
航空航天
2
擎及其他重要部件。
滚动轴承故障诊断在航空航天领域中用
于确保安全和可靠性。
3
能源行业
容纳轴向和径向力
滚动轴承能够容纳轴向和径向力，确保机械稳定 性和平衡。
降低噪音和振动
滚动轴承有效减少机械运行时的噪音和振动。
常见的滚动轴承故障类型
• 疲劳损伤 • 轴承过热 • 轴承锈蚀 • 轴承松动 • 轴承断裂 • 轴承颗粒腐蚀 • 轴承润滑不良
滚动轴承故障诊断的方法和技术
振动分析法
通过测量轴承运行时的振动， 可以检测到轴承故障和异常。
机械故障诊断技术7-滚动 轴承故障诊断
欢迎来到我们的演示文稿！在本次演示中，我们将重点介绍滚动轴承的故障 诊断技术。滚动轴承不仅在机械中起着关键作用，也是实现高效运行的关键 组件。
滚动轴承的功能和重要性
支撑和传递
滚动轴承支撑旋转轴，并将载荷传递给其他部件。
减少摩擦和磨损
滚动轴承减少摩擦和磨损，提高机械的工作效率 和寿命。
滚动轴承故障诊断在发电备和风力涡 轮机等能源设备中非常重要。
滚动轴承故障诊断的挑战和局限性
1 复杂的机械系统
机械系统中的许多因素和组件可能会干扰和影响故障诊断的准确性。
2 故障特征的多样性
滚动轴承故障表现出许多不同的特征，需要综合多种方法进行诊断。
3 预防性维护的挑战
滚动轴承故障诊断需要及时准确地发现问题，以避免设备停机和生产损失。

机械故障诊断大作业题目：基于小波分析的轴承故障诊断指导教师：***班级：学号：姓名：成绩：西南交通大学峨眉校区机械工程系基于小波分析的轴承故障诊断摘要滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行效率。

对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。

在多样化的现代信号数据处理方法中，小波分析比较适合非稳定信号分析处理，小波变换不仅能够给出信号的时间和频率的二维关系，还能根据信号局部特征调整其窗口宽度。

采用Matlab编程快速地在计算机上实现基于小波分析的滚动轴承故障诊断。

对正常或故障轴承的振动信号进行小波分解与重构，基于小波分解系数对含有故障特征频率的第一层细节信号进行小波重构并提取其Hilbert包络谱，从中找到并测出特征频率,并和根据理论计算得到的故障特征频率对比判断故障类型。

关键词：故障诊断小波分析Matlab Hilbert包络谱特征频率第一章绪论滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障越30%是因为滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。

滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行品质,对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。

随着生产的需要，对轴承故障的检测方法也越来越多，其中，运用比较广发的集中方法是FFT、功率谱、倒谱分析、小波分析、经验模态分解、形态滤波、双谱分析。

小波变换是一种时频分析方法,可进行多分辨率分析，对轴承振动信号进行小波变换, 小波变换可以把振动信号分解成多个具有不同时间和频率分辨率的小波信号，同时对振动信号进行处理时就能有效地克服信号的泄漏和混叠等，从而可以在一个变换中同时研究低频长时现象和高频短时现象。

使振动信号的检测和分析更符合于真实的情况。

提取其中具有故障特征的细节信号进行重构;对重构信号做Hilben包络谱分析，从中检测出轴承的故障特征频率,据此判断故障类型。