故障诊断之试验台故障诊断.ppt

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1、实验台轴承故障诊断王冲郑先华张硕程晓旭魏俊楠闫泽宇实验参数•采样频率16384；数据长度16380；•滚动轴承型号6207；压力角α=0；中径D=53.5mm；•转速N=1450r/min；滚动体个数Z=9要求•(1)确定轴承故障类型；•(2)拟合出轴承劣化的趋势方程•(3)以峭度指标等于10作为报警线，计算出轴承的剩余寿命计算特征频率1450•转频：fr24.2Hz60•外圈故障频率：f00.4Zfr87Hz•内圈故障频率：fi0.6Zfr130.5Hz•保持架故障频率：f0.381~0.4f9.2

2、~9.7Hzcr•滚动体故障频率：f0.23Zf50Hzbr确定轴承的故障类型判断有无故障和故障类型幅域分析是否存在冲击，确定故障类型时域分析频域分析自由能量的变化Ø高频分析寻找故障频率及其谐波Ø低频分析在低频段寻找故障频率及其谐波Ø共振解调分析幅域分析n12xrmsxi振幅诊断法ni1次数（N）0123456789有效值0.2272.5813.2913.2973.4335.6806.9896.7493.27713.2116（Xrms）44028330xmax(x)pi次数（N）0123456789峰值0.58

3、815.2715.75218.9818.50216.7320.3930.4941.3941.77（Xp）17454607541787945通过与第0组正常轴承有效值的对比，可知轴承存在故障。由两表对比，信号对峰值比较敏感，变化较大，猜测故障类型为点蚀，而非磨损。幅域分析X波形指标PX均次数（N）0123456789波形指标3.15657.66996.41037.41708.07226.93258.24827.40728.85988.7496Xp/X均由上表可得波形指标的值比较大，进一步证明故障为点蚀的猜测。通过与第0组正常轴

4、承特征值的对比，可知轴承故障越来越严重。时域分析时域图：第0组第1组第2组第3组时域分析第4组第5组第6组第7组时域分析第8组第9组可以看到，时域图为冲击脉冲，无明显的幅值调制现象，所以初步判定故障类型为点蚀。此外冲击幅值不断增大，说明从0～9故障依次加重。时域分析--数冲击的个数第9组局部放大图（0至0.1s）8至9个冲击时域分析由上图可知：在0～0.1秒的时间内，可以数出冲击个数为8～9个，所以在1秒中冲击的个数应该在80～90，即故障频率为80～90Hz，与轴承外圈故障频率87Hz基本吻合，所以初步判定故障出现在外圈上。

5、频域分析注意自由能量的变化--高频分析第0组第1组第2组第3组频域分析第4组第5组第6组第7组第8组第9组频域分析--高频分析通过高频分析，可知自由能量不断加大，幅值增大，同样说明轴承故障越来越严重。但是冲击激起了系统的固有频率，产生共振现象，使故障频率引起的振动不明显，需做共振解调，进一步分析故障原因。频域分析注意故障频率及其谐波--低频分析的幅值变化第0组第1组第2组第3组频域分析第4组第5组第6组第7组频域分析第8组第9组在低频分析中，故障频率引起的振幅并不明显。但发现外圈故障频率的倍频成分比较突出，所以推断故障出现在轴

6、承外圈上。频域分析--共振解调第0组第1组频域分析第2组第3组第4组频域分析第5组第6组第7组频域分析第8组第9组频域分析通过对各组的共振解调分析，可发现各组的故障频率为87.02HZ，因此轴承外圈故障频率十分突出，并且其倍频也很明显，从而可以确认故障出现在外圈上，此外第1～9组信号的故障频率及其谐波的的幅值依次变大，说明故障依次加重评价故障的严重程度--通频值的计算通频值：共振解调后获得的多倍故障频率的幅值的加和次数0123456789（N）通频值——0.643.001.251.671.861.323.739.256.950

7、61574430877811654评价故障的严重程度由图可知，通频值反应故障的严重程度，通频值增大表明故障越来越严重。轴承劣化趋势方程——峭度指标计算n14峭度指标：KV4其中xixrmsNi1N12xrmsxiNi1次数012345678（N）峭度2.3894.1624.7784.1295.8266.0935.9035.3306.499指标370769968（kv）轴承劣化趋势方程——最小二乘法拟合成一次方程报警值y3.48460.3717x轴承剩余寿命：N=17.53-9=8.53轴承劣化趋势方程——

8、最小二乘法拟合成二次方程（不合理）报警值2y2.87170.8313x0.0511x轴承劣化趋势方程——最小二乘法拟合成三次方程报警值23y2.57501.3742x0.21x0.0118x轴承剩余寿命：N=12.55-9=3.55轴承劣化趋势方程——最小二乘法