【壓縮機(jī)網(wǎng)】利用滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)分析故障診斷的方法可分為簡(jiǎn)易診斷法和精密診斷法兩種。簡(jiǎn)易診斷的目的是為了初步判斷被列為診斷對(duì)象的滾動(dòng)軸承是否出現(xiàn)了故障；精密診斷的目的是要判斷在簡(jiǎn)易診斷中被認(rèn)為出現(xiàn)了故障的軸承的故障類(lèi)別及原因。下面介紹了5種常見(jiàn)的簡(jiǎn)易診斷方法：

 

　　1. 振幅值診斷法

 

　　這里所說(shuō)的振幅值指峰值Xp、均值X（對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)為半個(gè)周期內(nèi)的平均值，對(duì)于軸承沖擊振動(dòng)為經(jīng)絕對(duì)值處理后的平均值）以及均方根值（有效值）Xrms。這是一種z*簡(jiǎn)單、z*常用的診斷法，它是通過(guò)將實(shí)測(cè)的振幅值與判定標(biāo)準(zhǔn)中給定的值進(jìn)行比較來(lái)診斷的。

 

　　峰值反映的是某時(shí)刻振幅的z*大值，因而它適用于像表面點(diǎn)蝕損傷之類(lèi)的具有瞬時(shí)沖擊的故障診斷。另外，對(duì)于轉(zhuǎn)速較低的情況（如300r/min以下），也常采用峰值進(jìn)行診斷。

 

　　均值用于診斷的效果與峰值基本一樣，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)值較峰值穩(wěn)定，但一般用于轉(zhuǎn)速較高的情況（如300r/min以上）。

 

　　均方根值是對(duì)時(shí)間平均的，因而它適用于像磨損之類(lèi)的振幅值隨時(shí)間緩慢變化的故障診斷。

 

　　2. 波形因數(shù)診斷法

 

　　波形因數(shù)定義為峰值與均值之比（Xp/X）。該值也是用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的有效指標(biāo)之一。如圖1所示，當(dāng)Xp/X值過(guò)大時(shí)，表明滾動(dòng)軸承可能有點(diǎn)蝕；而Xp/X小時(shí)，則有可能發(fā)生了磨損。

 

圖1 滾動(dòng)軸承沖擊振動(dòng)的波形因數(shù)

 

　　3. 波峰因數(shù)診斷法

 

　　波峰因數(shù)定義為峰值與均方根值之比（XP/Xrms)。該值用于滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)易診斷的優(yōu)點(diǎn)在于它不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及載荷的影響，也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化的影響。該值適用于點(diǎn)蝕類(lèi)故障的診斷。通過(guò)對(duì)XP/Xrms值隨時(shí)間變化趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)，可以有效地對(duì)滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，并能反映故障的發(fā)展變化趨勢(shì)。當(dāng)滾動(dòng)軸承無(wú)故障時(shí)，XP/Xrms為一較小的穩(wěn)定值；一旦軸承出現(xiàn)了損傷，則會(huì)產(chǎn)生沖擊信號(hào)，振動(dòng)峰值明顯增大，但此時(shí)均方根值尚無(wú)明顯的增大，故XP/Xrms增大；當(dāng)故障不斷擴(kuò)展，峰值逐步達(dá)到極限值后，均方根值則開(kāi)始增大，XP/Xrms逐步減小，直至恢復(fù)到無(wú)故障時(shí)的大小。

 

　　4. 概率密度診斷法

 

　　無(wú)故障滾動(dòng)軸承振幅的概率密度曲線是典型的正態(tài)分布曲線；而一旦出現(xiàn)故障，則概率密度曲線可能出現(xiàn)偏斜或分散的現(xiàn)象，如

 

圖2 滾動(dòng)軸承的損傷

 

　　5. 峭度系數(shù)診斷法

 

　　峭度（Kurtosis）β定義為歸一化的4階中心矩，即:

 

 

　　振幅滿足正態(tài)分布規(guī)律的無(wú)故障軸承，其峭度值約為3。隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度值具有與波峰因數(shù)類(lèi)似的變化趨勢(shì)。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸和載荷無(wú)關(guān)，主要適用于點(diǎn)蝕類(lèi)故障的診斷。

 

　　圖3為一軸承疲勞試驗(yàn)的結(jié)果。試驗(yàn)中第74h軸承發(fā)生了疲勞破壞，峭度系數(shù)由3上升到6[圖(a)]，而此時(shí)峰值[圖(b)]和RMS值尚無(wú)明顯增大。故障進(jìn)一步明顯惡化后，峰值、RMS值才有所反映。

 

　　圖中虛線表示在不同轉(zhuǎn)速（800～2700r/min）和不同載荷（0～11kN）下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)上述各值的變動(dòng)范圍。很明顯，峭度系數(shù)的變化范圍z*小，約為士8%。軸承的工作條件對(duì)它的影響z*小，即可靠性及一致性較高。

 

　　有統(tǒng)計(jì)資料表明，使用峭度系數(shù)和RMS值共同來(lái)監(jiān)測(cè)，滾動(dòng)軸承振動(dòng)情況，故障診斷成功率可達(dá)到96％以上。

 

圖3 軸承疲勞試驗(yàn)過(guò)程