滾動軸承的時域診斷
武鋼大型廠 程光友
摘要：現(xiàn)代機械設(shè)備發(fā)展的一個明顯趨勢是向大型化、高速化、連續(xù)化和自動化發(fā)展。如何保證設(shè)備的正常運行，避免突發(fā)性設(shè)備事故造成的損失，設(shè)備故障診斷是非常有效的手段。本文將著重介紹時域指標(biāo)在滾動軸承故障診斷中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：時域指標(biāo)滾動軸承效果
1：基本概況
武鋼大型廠高速線材生產(chǎn)線是由德國西馬克（MSM）公司設(shè)計，其中粗軋6架，中軋10架軋機由太原礦山機器廠制造，4架預(yù)精軋機和10架精軋機機組為西馬克公司提供的進口設(shè)備。2003年5月7日，4#立式軋機因為四軸軸承損壞，導(dǎo)致3、4、5軸上齒輪斷裂，造價80萬的減速機報廢，停產(chǎn)68小時更換備用減速機。（事故圖片見圖一、二）
2：事故數(shù)據(jù)追憶
事故發(fā)生后，我們立即在設(shè)備狀態(tài)點檢管理系統(tǒng)——信號分析中調(diào)閱該設(shè)備的歷史（高線機動車間）檢測數(shù)據(jù)，在時域中發(fā)現(xiàn)4月4日、29日峭度指標(biāo)值分別為11.94、459.83，頻域上譜圖沒有能夠反應(yīng)故障的特征。（見圖三）
為了認證數(shù)據(jù)是否正確，是否為人為、外界干擾，儀器等因素，我們又調(diào)閱了設(shè)備部專職點檢人員的檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1月23日的峭度指標(biāo)值為104.69。（見圖四）因此，我們認為檢測數(shù)據(jù)是可信的。
3：時域指標(biāo)的綜合運用
峭度指標(biāo)主要對沖擊脈沖比較敏感，有關(guān)資料說明，設(shè)備正常運行時，峭度指標(biāo)一般大約為3.0。我們所監(jiān)測的對象最高為三級減速，特點是低速重載，輸出軸最低轉(zhuǎn)速在10~120rpm。從歷史數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)這樣一個規(guī)律——設(shè)備處在負載狀態(tài)時，裕度指標(biāo)，脈沖與峭度指標(biāo)沒有明顯變化。在空載狀態(tài)下，脈沖與峭度對軸承故障有明顯反映，如果脈沖、峭度、裕度指標(biāo)同時增大，說明該數(shù)據(jù)是在軋件咬人或者軋件釋放階段檢測保存。于是我們在設(shè)備狀態(tài)點檢管理系統(tǒng)——信號分析系統(tǒng)中，利用設(shè)置特征參數(shù)組中的編輯特征參數(shù)組功能，將時域指標(biāo)中的脈沖、峭度、裕度和波形指標(biāo)分四級設(shè)置報警（見圖五）
我們利用時域診斷，從2003年6月至今，成功的捕捉到3#、5#、7#、8#、9#、10#、11#水平軋機主減速機傳動軸軸承故障，從而避免了類似4#立式軋機的惡性事故。
通過歷史數(shù)據(jù)與軸承故障對比，只有低速設(shè)備處在空載情況下，時域指標(biāo)才有明顯的特征變化，負荷狀態(tài)下，時域指標(biāo)變化不強烈。如果是高速輕載設(shè)備，一定要運用倒譜、共振解調(diào)等手段進一步確認。軸承故障的時域診斷最大的優(yōu)勢是——不依賴設(shè)備運行轉(zhuǎn)速與軸承的技術(shù)參數(shù)。我們在對某廠做設(shè)備狀態(tài)評估的時候，得到如下信息：
該軋機從時域指標(biāo)中可以看到，脈沖及峭度指標(biāo)分別是10.27與154.6，我們把幅值譜圖細化后，562.5Hz左右以18.8Hz為邊頻的調(diào)制信號，我們可以有這樣的結(jié)論：一軸軸承內(nèi)圈或者保持架存在故障；事后檢查確認，該部位軸承保持架斷裂。
4：應(yīng)用小結(jié)
軸承故障的時域診斷，特別要注意檢測參數(shù)的選擇。對低速重載設(shè)備，應(yīng)該選擇速度參數(shù)，對轉(zhuǎn)速大于980rpm的設(shè)備（針對檢測對象），應(yīng)該選擇速度與加速度兩個參數(shù)分別檢測，速度參數(shù)反應(yīng)振動能量的大小，加速度觀察沖擊脈沖，不管是高速還是低速設(shè)備的檢測分析，數(shù)據(jù)一定要在無負載狀態(tài)下測量保存。
