第7章-滚动轴承故障诊断ppt课件

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1、 第七章第七章 滚动轴承故障诊断滚动轴承故障诊断主讲：王林鸿教授、博士机械与汽车工程学院 第七章 滚动轴承故障诊断主讲：王林鸿教授、博士1滚动轴承故障诊断的特点滚动轴承故障诊断的特点滚动轴承是机械设备中使用量最多的零件之一，滚动轴承是机械设备中使用量最多的零件之一，也是最易损坏的零件；也是最易损坏的零件；滚动轴承有着表面光滑、尺寸精密的滚道，因而滚动轴承有着表面光滑、尺寸精密的滚道，因而早期故障的振动信号非常微弱。常常淹没在轴与早期故障的振动信号非常微弱。常常淹没在轴与齿轮的振动信号中；齿轮的振动信号中；因此找出并识别其故障特征就成为滚动轴承诊断因此找出并识别其故障特征就成为滚动轴承诊断的主要

2、任务。的主要任务。滚动轴承故障诊断的特点滚动轴承是机械设备中使用量最多的零件之2概述概述滚动轴承的组成滚动轴承的组成外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架按承载方向分类按承载方向分类向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承向心推力轴承向心推力轴承概述滚动轴承的组成3概述概述滚动轴承的安装滚动轴承的安装冷压法和热套法冷压法和热套法压力机、手锤和套筒、润滑剂、加热器等压力机、手锤和套筒、润滑剂、加热器等滚动轴承的拆卸滚动轴承的拆卸使用专门的拆卸工具使用专门的拆卸工具概述滚动轴承的安装47 71 1 滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式1.1.疲劳疲劳；2.2.磨损磨损；3.3.腐蚀腐蚀；4.4.塑变塑变

3、；5.5.断裂断裂；6.6.胶合胶合。71 滚动轴承的失效形式疲劳；5疲劳剥落疲劳剥落原因原因内内外外滚滚道道和和滚滚动动体体表表面面既既承承受受载载荷荷又又相相对对滚滚动动，交交变变载载荷荷的的作作用用，在在表表面面下下一一定定深深度度处处形形成成裂裂纹纹，裂裂纹扩展到接触表面使表层发生剥落坑纹扩展到接触表面使表层发生剥落坑后果后果造成运转时的冲击载荷、振动和噪声加剧造成运转时的冲击载荷、振动和噪声加剧内圈疲劳失效内圈疲劳失效外圈疲劳失效外圈疲劳失效疲劳剥落原因内圈疲劳失效外圈疲劳失效6疲劳剥落疲劳剥落是轴承失效的主要形式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一般所说的轴承寿命就

4、是指轴承的疲劳寿命疲劳寿命滚动轴承的额定寿命滚动轴承的额定寿命在滚道或滚动体上出现面积为在滚道或滚动体上出现面积为0.5mm0.5mm2 2的疲劳的疲劳剥落坑就认为轴承寿命终结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故障可以合理利用轴承的寿命疲劳剥落是轴承失效的主要形式7磨损磨损原因原因尘埃、异物的侵入尘埃、异物的侵入润滑不良润滑不良后果后果轴承轴承游隙增大游隙增大，表面粗糙度增加，表面粗糙度增加轴承运转精度降低，振动和噪声增大轴承运转精

5、度降低，振动和噪声增大磨损原因8锈蚀锈蚀原因原因水分或酸、碱性物质的侵入水分或酸、碱性物质的侵入轴轴承承停停止止工工作作后后，轴轴承承温温度度下下降降，空空气气中中的的水水分分凝凝结结电流通过，引起电火花而产生电蚀电流通过，引起电火花而产生电蚀后果后果高高精精度度轴轴承承由由于于表表面面锈锈蚀蚀导导致致精精度度丧丧失失而而不不能能正正常常工作工作锈蚀原因9塑性变形塑性变形原因：原因：轴承受到过大的冲击载荷或静载荷轴承受到过大的冲击载荷或静载荷硬度很高的异物侵入硬度很高的异物侵入后果：后果：运转过程中产生剧烈的振动和噪声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压痕引起

6、的冲击载荷会进一步引起附近表面的剥落的剥落塑性变形原因：10胶合胶合原因原因:在润滑不良、高速重载情况下工作时，由于摩擦发在润滑不良、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，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使一个表面上的金属粘附到另一个表面上后果后果:出现压痕，产生剥落区出现压痕，产生剥落区胶合原因:11保持架损坏保持架损坏原因：原因：由于装配或使用不当可能会引起保持架发生变形由于装配或使用不当可能会引起保持架发生变形后果：后果：保持架和滚动体之间的摩擦增大，甚至使某些滚保持架和滚动体之间的摩擦增大，甚至使某些

7、滚动体卡死不能滚动，也有可能造成保持架与内外动体卡死不能滚动，也有可能造成保持架与内外圈发生摩擦圈发生摩擦会进一步使振动、噪声与发热加剧，导致轴承损会进一步使振动、噪声与发热加剧，导致轴承损坏坏保持架损坏12断裂断裂原因：原因：过高的载荷可能引起轴承零件断裂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金属材料有缺陷和热处理不良转速过高，润滑不良转速过高，润滑不良后果：后果：轴承出现裂纹，加速劣化轴承出现裂纹，加速劣化断裂原因：13常见故障原因综述常见故障原因综述装配不当装配不当润滑不良润滑不良腐蚀腐蚀水分和异物侵入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征兆

8、是在滚道、滚子、保持架或其他位置出现红棕色区域过热过热征兆是滚道，球和保持架变色，从金色变为蓝色征兆是滚道，球和保持架变色，从金色变为蓝色温度超过温度超过400F400F（204204）使滚道和滚动体材料退火）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过载引起过早疲劳（包括过紧配合，布氏硬度凹痕和预负荷）引起过早疲劳（包括过紧配合，布氏硬度凹痕和预负荷）常见故障原因综述装配不当1472 滚动轴承的振动机理与信号特征滚动轴承的振动机理与信号特征

9、滚动轴承的时域信号滚动轴承的时域信号图图71 滚动轴承振动的时域信号滚动轴承振动的时域信号(a)新轴承的振动波形新轴承的振动波形 (b)表面劣化后的轴承振动波形表面劣化后的轴承振动波形72 滚动轴承的振动机理与信号特征图71 滚动轴承振动的15滚滚动动轴轴承承承承载载时时，由由于于不不同同的的位位置置承承载载的的滚滚动动体体数数目目不不同同，因因而而承承载载刚度刚度会有变化，引起轴心的起伏波动会有变化，引起轴心的起伏波动当滚动体处于载荷下非对称位置时当滚动体处于载荷下非对称位置时,有水平分力。有水平分力。滚动轴承的承载刚度和滚子位置的关系滚动轴承的承载刚度和滚子位置的关系轴承刚度变化引起的振动

10、轴承刚度变化引起的振动（必振无疑）必振无疑）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16在在轴轴承承制制造造过过程程中中，加加工工设设备备的的振振动动而而产产生生加加工工面的面的波纹度波纹度滚动体大小不均匀滚动体大小不均匀引起轴心摆动引起轴心摆动轴承的装配制造原因引起的振动轴承的装配制造原因引起的振动轴承的装配制造原因引起的振动172.2.由滚动轴承的运动副引起的振动由滚动轴承的运动副引起的振动（计算特征频率）（计算特征频率）滚动轴承的特征频率完全可以根据轴承元件之间滚动轴承的特征频率完全可以根据轴承元件之间滚动接触速度关系滚动接触速度关系通过计算通过计算得得到。到。计算特

11、征频率值往往与测量数值十分接近，所以计算特征频率值往往与测量数值十分接近，所以在诊断前总是先算出这些值，再与测量值比较，在诊断前总是先算出这些值，再与测量值比较，作为诊断的依据。作为诊断的依据。2.由滚动轴承的运动副引起的振动（计算特征频率）18几何参数几何参数ZZ滚珠个数滚珠个数dd滚珠直径滚珠直径DD轴承滚道节径轴承滚道节径接触角接触角r1r1内圈滚道半径内圈滚道半径r2r2外圈滚道半径外圈滚道半径滚动轴承的特征频率滚动轴承的特征频率几何参数滚动轴承的特征频率19滚动轴承的特征频率滚动轴承的特征频率保持架旋转频率保持架旋转频率滚动体的公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

12、过外圈一点的频率滚动体通过内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圈旋转频率内外圈相对旋转频率内外圈相对旋转频率滚动轴承的特征频率保持架旋转频率滚动体的公转频率滚动体通过外20n 内圈故障频率：内圈故障频率：fi=0.6zfrn 外圈故障频率：外圈故障频率：fo=0.4zfrn 保持架故障频率：保持架故障频率：fc=0.381 0.4frn 滚动体故障频率：滚动体故障频率：fb=0.23zfr (z 10)n 外圈与保持架关系：外圈与保持架关系：fo=zfcn 外圈与内圈关系：外圈与内圈关系：fo+fi=zfrl 故障频率经验公式故障频率经验公式(fr fr 为转频为转频 ；z z

13、为滚动体个数为滚动体个数 )滚动轴承的特征频率滚动轴承的特征频率fifofbfrfc 故障频率经验公式(fr 为转频；z为滚动体个数)滚动21滚动轴承的特征频率滚动轴承的特征频率关于特征频率的几点说明：关于特征频率的几点说明：n公式计算时假设外圈与轴承座没有相对运动公式计算时假设外圈与轴承座没有相对运动n实际频率与上述理论计算值会有出入，所以在谱图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上寻找各特征频率时应找其近似值来判断n公式是指公式是指“一个剥落坑一个剥落坑”时，若有时，若有n n个剥落坑，仍个剥落坑，仍是此公式是此公式n特征频率都是轴工作转速的非同

14、步频率特征频率都是轴工作转速的非同步频率n 内圈故障频率：内圈故障频率：fi=0.6zfrn 外圈故障频率：外圈故障频率：fo=0.4zfrn 保持架故障频率：保持架故障频率：fc=0.381 0.4frn 滚动体故障频率：滚动体故障频率：fb=0.23zfr (z 10)滚动轴承的特征频率关于特征频率的几点说明：22图图74 滚动轴承内缺陷所激发的振动波形滚动轴承内缺陷所激发的振动波形3.3.滚动轴承早期缺陷所激发的振动特征滚动轴承早期缺陷所激发的振动特征第一类振动是以第一类振动是以特征特征频率进行的频率进行的冲击振动；冲击振动；第二类振动是被每一第二类振动是被每一个脉冲激发的以轴承个脉冲激

15、发的以轴承元件固有频率的衰减元件固有频率的衰减振荡。振荡。图74 滚动轴承内缺陷所激发的振动波形3.滚动轴承早期缺23滚滚动动体体产产生生损损伤伤时时，缺缺陷陷部部位位通通过过内内圈圈或或外外圈圈滚滚道道表表面面时时会产生冲击振动会产生冲击振动滚动轴承无径向间隙时，会产生频率为滚动轴承无径向间隙时，会产生频率为nfnfb b的冲击振动的冲击振动有有径径向向间间隙隙时时，根根据据损损伤伤部部位位与与内内圈圈或或外外圈圈发发生生冲冲击击接接触触的的位位置置不不同同，会会发发生生以以保保持持架架旋旋转转频频率率f fc c 进进行行振振幅幅调调制制的情况。的情况。轴承滚动体故障轴承滚动体故障滚动体产

16、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24n 内内滚滚道道产产生生损损伤伤时时，如如剥剥落落、裂裂纹纹、点点蚀蚀等等，若若滚滚动动轴无径向间隙，会产生频率为轴无径向间隙，会产生频率为 n nf fi i 的冲击振动的冲击振动n 通通常常滚滚动动轴轴承承都都有有径径向向间间隙隙，且且为为单单边边载载荷荷，根根据据损损伤伤部部分分与与滚滚动动体体发发生生冲冲击击接接触触的的位位置置不不同同，振振动动的的振振幅幅会发生周期性的变化，即发生振幅调制。会发生周期性的变化，即发生振幅调制。轴承内圈故障轴承内圈故障 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25n 外滚道产生损

17、伤时，在滚动体通过时也会产生冲击振动外滚道产生损伤时，在滚动体通过时也会产生冲击振动n 由于损伤的位置与载荷方向的相对位置关系是一定的，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所以不存在振幅调制的情况轴承外圈故障轴承外圈故障 外滚道产生损伤时，在滚动体通过时也会产生冲击振动轴承外圈故26n 滚动轴承如果存在润滑不良造成的干磨擦故障，在时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域波形中会出现削波现象轴承摩擦轴承摩擦 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27随随着着磨磨损损的的进进行行，振振动动加加速速度度峰峰值值和

18、和RMSRMS值值缓缓慢慢上上升升，振动信号呈现较强的随机性振动信号呈现较强的随机性峰值与峰值与RMSRMS值的比值从值的比值从5 5左右逐渐增加到左右逐渐增加到5.55.56 6轴承磨损时振动加速度轴承磨损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28轴轴承承出出现现偏偏心心，当当轴轴旋旋转转时时，轴轴心心便便会会绕绕外外圈圈中中心心摆摆动动严重磨损导致轴承偏心严重磨损导致轴承偏心严重磨损导致轴承偏心29在在A A点点以以前前，振振动动加加速速度度略略微微下下降降，温度缓慢上升温度缓慢上升 A A点点之之后后振振动动值值急急剧剧上上升升，而而温温度度却却还还有有些些

19、下下降降，这这一一段段轴轴承承表表面面状状态已恶化态已恶化 在在B B点点之之前前，轴轴承承中中已已有有明明显显的的金金属与金属的直接接触和短暂的滑动属与金属的直接接触和短暂的滑动B B点点之之后后有有更更频频繁繁的的金金属属之之间间直直接接接接触触及及滑滑动动，润润滑滑剂剂恶恶化化甚甚至至发发生生炭化，直至发生胶合炭化，直至发生胶合 从从图图中中可可以以看看出出，振振动动值值比比温温度度能能更更早早地地预预报报胶胶合合的的发发生生，由由此此可可见见轴轴承承振振动动是是一一个比较敏感的故障参数个比较敏感的故障参数 胶合胶合振动振动温度温度在A点以前，振动加速度略微下降，温度缓慢上升 胶合振动温

20、度30当当轴轴承承零零件件上上产产生生了了疲疲劳劳剥剥落落坑坑后后，在在轴轴承承运运转转中中会会因为碰撞而产生冲击脉冲因为碰撞而产生冲击脉冲钢球冲击过程钢球冲击过程在在碰碰撞撞点点产产生生很很大大的的冲冲击击加加速速度度(a(a图图和和b b图图)，大大小小和和冲冲击击速速度成正比度成正比构件变形产生衰减自由振动构件变形产生衰减自由振动(c(c图图)振动频率取决于系统的结构，为其固有频率振动频率取决于系统的结构，为其固有频率(d(d图图)振幅的增加量振幅的增加量A A也与冲击速度成正比也与冲击速度成正比疲劳剥落损伤疲劳剥落损伤a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31疲

21、劳剥落故障轴承的振动信号疲劳剥落故障轴承的振动信号T T取决于碰撞频率，取决于碰撞频率，T=1/fT=1/f碰碰疲劳剥落损伤疲劳剥落损伤疲劳剥落故障轴承的振动信号疲劳剥落损伤3273 滚动轴承信号分析方法（测滚动轴承信号分析方法（测试特征频率）试特征频率）图75 滚动轴承的振动频谱73 滚动轴承信号分析方法（测试特征频率）33故障信号三频段（三座大山）故障信号三频段（三座大山）a).a).低频段低频段：在在8 8k kHzHz以下，滚动轴承中与结构和以下，滚动轴承中与结构和运动关系相联系的故障信号在这个频率段，少数运动关系相联系的故障信号在这个频率段，少数高速滚动轴承的信号频段能延展到高速滚动

22、轴承的信号频段能延展到B B点点以外以外。因为。因为轴的故障信号、齿轮的故障信号也在这个频段，轴的故障信号、齿轮的故障信号也在这个频段，因而这也是绝大部分在线故障监测与诊断系统所因而这也是绝大部分在线故障监测与诊断系统所监测的频段。监测的频段。b).b).高频段高频段：位于：位于区，这个频段的信号是轴承故区，这个频段的信号是轴承故障所激发的轴承自振频率的振动。障所激发的轴承自振频率的振动。c).c).超高频段超高频段：位于位于区，它们是轴承内微裂纹区，它们是轴承内微裂纹扩张所产生的声发射超声波信号。扩张所产生的声发射超声波信号。故障信号三频段（三座大山）a).低频段：在8kHz以下，滚34分析

23、谱带的选择分析谱带的选择低频段低频段低频率段指低频率段指1kHz1kHz以下的频率范围以下的频率范围 一一般般可可以以采采用用低低通通滤滤波波器器（例例如如截截止止频频率率fb1kHzfb1kHz）滤滤去去高高频成分后再作频谱分析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，做出判断此法可直接观察频谱图上相应的特征谱线，做出判断 这这个个频频率率范范围围容容易易受受到到机机械械及及电电源源干干扰扰，并并且且在在故故障障初初期期反反映映故故障障的的频频率率成成分分在在低低频频段段的的能能量量很很小小。因因此此，信信噪噪比比低低，故障检测灵敏度差故障检测灵敏度差中频段中频段 中频段指

24、中频段指1k1k20kHz20kHz频率范围频率范围 使使用用截截止止频频率率为为1kHz1kHz的的高高通通滤滤波波器器滤滤去去1kHz1kHz以以下下的的低低频频成成分分，以消除机械干扰；以消除机械干扰；用信号的峰值、用信号的峰值、RMSRMS值或峭度指标作为监测参数值或峭度指标作为监测参数 使使用用带带通通滤滤波波器器提提取取轴轴承承零零件件或或结结构构零零件件的的共共振振频频率率成成分分，用通带内的信号总功率作为监测参数用通带内的信号总功率作为监测参数 分析谱带的选择低频段35分析谱带的选择分析谱带的选择高频段高频段高频率段指高频率段指202080kHz80kHz频率范围频率范围 轴承

25、故障引起的冲击有很大部分冲击能量分布在高频段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如果果采采用用合合适适的的加加速速度度传传感感器器和和固固定定方方式式保保证证传传感感器器较较高高的的谐谐振振频频率率，利利用用传传感感器器的的谐谐振振或或电电路路的的谐谐振振增增强强所所得得到到衰衰减减振动信号，对故障诊断非常有效振动信号，对故障诊断非常有效瑞瑞典典的的冲冲击击脉脉冲冲计计（SPMSPM）和和美美国国首首创创的的IFDIFD法法就就是是利利用用这这个个频段频段 分析谱带的选择高频段36测点的选择测点的选择测测量量点点应应尽尽量量靠靠近近被被测测轴轴承承的的承承载载区区，应应尽尽量量减

26、减少少中中间间传传递递环环节节，探探测测点点离离轴轴承承外外圈圈的的距距离离越越近近越越直直接接越越好好应应尽尽量量考考虑虑在在水水平平（x x）、垂垂直直（y y）和和轴轴向向（z z）三三个个方向上进行振动检测方向上进行振动检测 止推轴承止推轴承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37滚动轴承故障信号分析方法滚动轴承故障信号分析方法1 1有效值与峰值判别法有效值与峰值判别法1.1.有效值：有效值：可以用有效值作为轴承异常的判断指可以用有效值作为轴承异常的判断指标。标。2.2.峰值：有效值指标对峰值：有效值指标对具有瞬间冲击振动的异常具有瞬间冲击振动的异常是不适用的。

27、因为冲击波峰的振幅大是不适用的。因为冲击波峰的振幅大，并且持，并且持续时间短，用峰值比有效值更适用续时间短，用峰值比有效值更适用。2 2峰值系数法峰值系数法正常时，滚动轴承的峰正常时，滚动轴承的峰值值系数约为系数约为5 5，当轴承有，当轴承有故障时，故障时，可达到几十。可达到几十。滚动轴承故障信号分析方法1有效值与峰值判别法383 3峭度指标法峭度指标法峭度指标峭度指标C Cq q对信号中的冲击特征对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值应该在很敏感，正常情况下其值应该在3 3左右，如果这个值接近左右，如果这个值接近4 4或超过或超过4 4，则说明机械的运动状况中存在，则说明机械的运动状况中存

28、在冲击性振动。冲击性振动。当轴承出现初期故障时，有效值当轴承出现初期故障时，有效值变化不大，但峭度指标值已经明变化不大，但峭度指标值已经明显增加显增加，达到数十甚至上百，非，达到数十甚至上百，非常明显常明显。它的优势在于能提供早。它的优势在于能提供早期的故障预报。期的故障预报。当轴承故障进入晚期，由于剥落当轴承故障进入晚期，由于剥落斑点充满整个滚道，峭度指标反斑点充满整个滚道，峭度指标反而下降。也就是对晚期故障不适而下降。也就是对晚期故障不适应。应。3峭度指标法394 4冲击脉冲法（冲击脉冲法（SPMSPM）冲击脉冲法冲击脉冲法是是利用轴承故障所激发的轴承元件固有频利用轴承故障所激发的轴承元件

29、固有频率的振动信号，经加速度传感器的共振放大、带通滤波及率的振动信号，经加速度传感器的共振放大、带通滤波及包络检波包络检波等信号处理等信号处理，所获得的信号，所获得的信号振振幅正比于冲击力的幅正比于冲击力的大小。大小。在冲击脉冲技术中，所测信号在冲击脉冲技术中，所测信号振振幅的计量单位是幅的计量单位是dBdB。测到的轴承冲击测到的轴承冲击dBdBi i值与轴承基准值值与轴承基准值dBdB0 0相减相减（dBdB0 0是良好轴是良好轴承的测定值承的测定值）。dBdBN N=dB=dBi idBdB0 0冲击脉冲计的刻度就是冲击脉冲计的刻度就是用用dBdBN N值表示的。轴承的状况分值表示的。轴承

30、的状况分为三个区：为三个区：（0 02020）dBdBN N 表示轴承状况良好表示轴承状况良好（20203535）dBdBN N 表示轴承状况已经劣化，属发展中的损伤表示轴承状况已经劣化，属发展中的损伤期期（35356060）dBdBN N 表示轴承已经存在明显的损伤。表示轴承已经存在明显的损伤。4冲击脉冲法（SPM）40图图76 共振解调法的信号变换过程共振解调法的信号变换过程5 5共振解调法共振解调法 共振解调法也共振解调法也称为包络检波频称为包络检波频谱分析法，谱分析法，是是目目前滚动轴承故障前滚动轴承故障诊断中最常用的诊断中最常用的方法之一。方法之一。基本原理可用基本原理可用图图767

31、6所示信号所示信号变换过程中的波变换过程中的波形特征来说明。形特征来说明。图76 共振解调法的信号变换过程5共振解调法 41图图77 两种信号处理方法比较两种信号处理方法比较频谱分析法与共振解调法的比较频谱分析法与共振解调法的比较图77 两种信号处理方法比较频谱分析法与共振解调法的比较426 6频谱分析法频谱分析法 将低频段测得振将低频段测得振动信号，经低通抗叠动信号，经低通抗叠混滤波器后，进行混滤波器后，进行FFTFFT快速富里叶变换，得快速富里叶变换，得到频谱图。到频谱图。根据各项计算特根据各项计算特征频率征频率，在频谱图中，在频谱图中找出找出其对应值、其对应值、观察观察其变化，从而判别故

32、其变化，从而判别故障的存在与部位。障的存在与部位。图78 故障轴承与完好轴承的频谱图对比a)故障轴承 b)完好轴承6频谱分析法图78 故障轴承与完好轴承的频谱图对比437.7.倒频谱分析法倒频谱分析法对于一个复杂的振动情况，其谐波成分更加复杂而密集，对于一个复杂的振动情况，其谐波成分更加复杂而密集，仅仅去观察其频谱图，可能什么也辨认不出。仅仅去观察其频谱图，可能什么也辨认不出。利用倒谱分析方法，对功率谱上的周期分量进行再处理，利用倒谱分析方法，对功率谱上的周期分量进行再处理，找出功率谱上不易发现的问题。找出功率谱上不易发现的问题。处理过程：处理过程：离散信号序列xiFFT变换功率谱S f 求对

33、数lgS(f)求逆傅里叶变换F-1lgS(f)得到倒谱C()C()=F-1lgS(f)7.倒频谱分析法离散信号序列xiFFT变换功率谱S f44图图79 倒频谱分析的有效性示意图倒频谱分析的有效性示意图倒谱分析示例倒谱分析示例图79 倒频谱分析的有效性示意图倒谱分析示例458 8、波形因数诊断法、波形因数诊断法 波形因数：峰值与均值之比波形因数：峰值与均值之比（脉冲指标）（脉冲指标）当当波波形形因因数数值值过过大大时时，表表明明滚滚动动轴轴承承可可能能有有点点蚀蚀；而而波波形形因因数小时，则有可能发生了磨损数小时，则有可能发生了磨损8、波形因数诊断法 469 9、概率密度诊断法、概率密度诊断法

34、无故障轴承：典型正态分布曲线无故障轴承：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有故障轴承：概率密度曲线可能出现偏斜或分散9、概率密度诊断法47典型的轴承故障发展过程典型的轴承故障发展过程润滑分析润滑分析感官感官振动分析振动分析声发射检测声发射检测典型的轴承故障发展过程润滑分析感官振动分析声发射检测48典型的轴承故障发展过程典型的轴承故障发展过程轴承故障劣化发展不是按线性规律，而是按指数规律变化轴承故障劣化发展不是按线性规律，而是按指数规律变化 通常约百分之八十至九十的轴承寿命通常约百分之八十至九十的轴承寿命12341X234阶段轴承剩余寿命的10-20%阶段轴承剩余寿命的5

35、-10%阶段轴承剩余寿命的1-5%阶段一小时至轴承剩余寿命的1%灾难性破坏灾难性破坏累积的损伤时间典型的轴承故障发展过程轴承故障劣化发展不是按线性规律，而是按49轴承故障发展的四个阶段轴承故障发展的四个阶段I.初始阶段初始阶段1.1.噪声正常噪声正常2.2.温度正常温度正常3.3.可以用超声，振动尖峰能量，声发射测量出来，轴承外环有缺陷可以用超声，振动尖峰能量，声发射测量出来，轴承外环有缺陷4.4.振动总量比较小，振动总量比较小，无离散的轴承故障频率尖峰无离散的轴承故障频率尖峰5.5.剩余寿命大于剩余寿命大于1010II.II.第二阶段第二阶段1.1.噪声略增大噪声略增大2.2.温度正常温度正

36、常3.3.超声，声发射，振动尖峰能量有大的增加，轴承外环有缺陷，超声，声发射，振动尖峰能量有大的增加，轴承外环有缺陷，4.4.振动总量略增大振动总量略增大(振动加速度总量和振动速度总量振动加速度总量和振动速度总量)5.5.对数刻度频谱上可清楚看到轴承故障频率，线性刻度频谱上难得对数刻度频谱上可清楚看到轴承故障频率，线性刻度频谱上难得看到，噪声地平明显提高看到，噪声地平明显提高6.6.剩余寿命剩余寿命5 5 轴承故障发展的四个阶段I.初始阶段50轴承故障发展的四个阶段轴承故障发展的四个阶段III.III.第三阶段第三阶段1.1.可听到噪声可听到噪声2.2.温度略升高温度略升高3.3.非常高的超声

37、，声发射，振动尖峰能量，轴承外环有故障非常高的超声，声发射，振动尖峰能量，轴承外环有故障4.4.振动加速度总量和振动速度总量有大的增加振动加速度总量和振动速度总量有大的增加5.5.在线性刻度的频谱上清楚地看出轴承故障频率及其谐波和边带在线性刻度的频谱上清楚地看出轴承故障频率及其谐波和边带6.6.振动频谱噪声地平明显提高振动频谱噪声地平明显提高7.7.剩余寿命小于剩余寿命小于1 1IVIV第四阶段第四阶段1.1.噪声的强度改变噪声的强度改变2.2.温度明显升高温度明显升高3.3.超声，声发射，超声，声发射，振动尖峰能量迅速增大，随后逐渐减小振动尖峰能量迅速增大，随后逐渐减小，轴承外环处在，轴承外

38、环处在损坏之前故障状态损坏之前故障状态4.4.振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动加速度总量减小振动加速度总量减小5.5.较低的轴承故障频率占优势的振动尖峰，振动频谱中噪声地平非常高较低的轴承故障频率占优势的振动尖峰，振动频谱中噪声地平非常高6.6.剩余寿命小于剩余寿命小于0.20.2轴承故障发展的四个阶段III.第三阶段51Stage 1Stage 2Stage 3Stage 4no apparent change on typical velocity spectrumdefects harmonic frequencies appeardefect

39、s fundamental frequencies also appearand may exhibit sidebandsdefects harmonic frequencies develop multiplesidebands(haystack),fundamental freqs.growand also develop sidebandsdefects“fund.”frequency rangedefects“harmonic”frequency range轴承故障四个阶段的频谱轴承故障四个阶段的频谱Stage 1Stage 2Stage 3Stage 4no52轴承失效的九个阶段：

40、第轴承失效的九个阶段：第I 阶段阶段频率范围在频率范围在20 KHz20 KHz60 KHz60 KHz之间或更高之间或更高普通的频谱上不会出现任何指示普通的频谱上不会出现任何指示峰值能量、峰值能量、HFDHFD、冲击脉冲、冲击脉冲、SEESEE等超音频测量仪器等超音频测量仪器 轴承失效的九个阶段：第I 阶段频率范围在20 KHz60 53轴承失效第轴承失效第II阶段阶段在共振（固有）频率处发出铃叫声。共振频率还作为载波在共振（固有）频率处发出铃叫声。共振频率还作为载波频率调制轴承的故障频率。频率调制轴承的故障频率。轴承失效第II阶段在共振（固有）频率处发出铃叫声。共振频率还54轴承失效第轴承

41、失效第III阶段阶段出现轴承故障频率出现轴承故障频率 当轴承磨损进一步加剧，峰值将随着时间线性增当轴承磨损进一步加剧，峰值将随着时间线性增加加 轴承失效第III阶段出现轴承故障频率 55轴承失效第轴承失效第IV阶段阶段故障频率将产生谐波，这表明发生了一定程度的冲击故障频率将产生谐波，这表明发生了一定程度的冲击 故障频率的谐波有时会比基频峰更早被发现故障频率的谐波有时会比基频峰更早被发现 同时，时域波形中也会出现冲击脉冲显示同时，时域波形中也会出现冲击脉冲显示 轴承失效第IV阶段故障频率将产生谐波，这表明发生了一定程度的56轴承失效第轴承失效第V阶段阶段出现更多轴承故障谐波，由于故障自身的性质，

42、还会出现边频带出现更多轴承故障谐波，由于故障自身的性质，还会出现边频带 时域波形上的尖峰波将更加清晰和明显时域波形上的尖峰波将更加清晰和明显高频率轴承检测，如峰值能量和冲击脉冲趋势持续上升高频率轴承检测，如峰值能量和冲击脉冲趋势持续上升 能够从频谱中看到谐波，特别是边带后，轴承磨损就已经能够用肉眼观察到了能够从频谱中看到谐波，特别是边带后，轴承磨损就已经能够用肉眼观察到了 轴承失效第V阶段出现更多轴承故障谐波，由于故障自身的性质，还57轴承失效第轴承失效第VI阶段阶段1X1X幅值增大，并出现幅值增大，并出现1X1X的谐波，这是由于磨损引的谐波，这是由于磨损引起间隙增大的结果起间隙增大的结果 轴

43、承失效第VI阶段1X幅值增大，并出现1X的谐波，这是由于磨58轴承失效第轴承失效第VII阶段阶段故障频率及其边频带变成峰丘状，经常被叫作故障频率及其边频带变成峰丘状，经常被叫作“干草堆干草堆”。还能听到轴承发出的噪声还能听到轴承发出的噪声 。高频率的轴承测量值可能会逐渐减少。如果有下降趋势，不要高频率的轴承测量值可能会逐渐减少。如果有下降趋势，不要以为是出现好转，而应该尽快去定购用来更换的轴承了！以为是出现好转，而应该尽快去定购用来更换的轴承了！轴承失效第VII阶段故障频率及其边频带变成峰丘状，经常被叫作59轴承失效第轴承失效第VIII阶段阶段频谱中的频谱中的“干草堆干草堆”将继续扩大，谐波随

44、着松动的增加将继续扩大，谐波随着松动的增加而增大。而增大。高频率轴承测量值趋势可能会继续降低，重要的是整个高频率轴承测量值趋势可能会继续降低，重要的是整个噪声水平都在上升。噪声水平都在上升。能清晰的听到轴承发出的声音。预示着轴承即将报废。能清晰的听到轴承发出的声音。预示着轴承即将报废。轴承失效第VIII阶段频谱中的“干草堆”将继续扩大，谐波随着60轴承失效第轴承失效第IX阶段阶段这个阶段频谱会变平，机器已经不能运转了！这个阶段频谱会变平，机器已经不能运转了！轴承失效第IX阶段这个阶段频谱会变平，机器已经不能运转了！61解调频谱与轴承故障解调频谱与轴承故障当轴承破坏第七或第八阶段时，噪声水平将上

45、升到接近波峰。这预示着轴承即将完全失效！严重故障时，峰值将高出噪声水平20 dB（100 X）损坏程度较低时波峰将非常小解调频谱与轴承故障当轴承破坏第七或第八阶段时，噪声水平将上升62解调谱与常规频谱解调谱与常规频谱p振动解调可以在滚动轴承故障发展的初始阶段检测到振动解调可以在滚动轴承故障发展的初始阶段检测到故障信息，并且可跟踪轴承故障发展，在第二，三和故障信息，并且可跟踪轴承故障发展，在第二，三和第四阶段中以不同的信息反映轴承不同的故障状态。第四阶段中以不同的信息反映轴承不同的故障状态。p同时采用振动速度或振动加速度检测常规振动频谱可同时采用振动速度或振动加速度检测常规振动频谱可以在滚动轴以

46、在滚动轴 承故障发展的第三阶段有效地检测到轴承承故障发展的第三阶段有效地检测到轴承的故障频率的故障频率(内环故障内环故障BPFIBPFI，外环故障，外环故障BPFOBPFO，滚动体故，滚动体故障障BSFBSF和保持架故障和保持架故障FTF)FTF)等。等。p振动解调和振动速度或振动加速度相结合可以有效地振动解调和振动速度或振动加速度相结合可以有效地早期检测滚动轴承的故障。早期检测滚动轴承的故障。解调谱与常规频谱振动解调可以在滚动轴承故障发展的初始阶段检测63解调谱解调谱/常规谱结合用于轴承故障监测常规谱结合用于轴承故障监测l解调频谱作为一个早期指示故障的测量参数解调频谱作为一个早期指示故障的测

47、量参数l检查常规频谱和解调频谱：检查常规频谱和解调频谱：1.都没有故障频率，状态良好，作为基线继续监测都没有故障频率，状态良好，作为基线继续监测2.只在解调频谱存在故障频率，早期故障指示，或需要润只在解调频谱存在故障频率，早期故障指示，或需要润滑滑3.在两种频谱中都存在谱峰值，计划下一次维修更换轴承在两种频谱中都存在谱峰值，计划下一次维修更换轴承4.只在常规频谱中存在峰值，同时在解调频谱中噪声水平只在常规频谱中存在峰值，同时在解调频谱中噪声水平升高，立即更换升高，立即更换解调谱/常规谱结合用于轴承故障监测解调频谱作为一个早期指示故64用振动频谱没有检测出用振动频谱没有检测出第一阶段轴承故障第一

48、阶段轴承故障 用振动解调谱检测出用振动解调谱检测出第一阶段轴承故障第一阶段轴承故障用振动频谱没有检测出第一阶段轴承故障 用振动解调谱检测出65速度谱速度谱解调谱解调谱轴承外圈故障轴承外圈故障速度谱解调谱轴承外圈故障66p 轴承外圈有缺陷时，在解调频谱上可见轴承外圈缺陷频率轴承外圈有缺陷时，在解调频谱上可见轴承外圈缺陷频率BPFOBPFO及其高次谐波，如果外圈转动的轴承，可能出现其转速及其高次谐波，如果外圈转动的轴承，可能出现其转速频率的边频。频率的边频。轴承外圈故障的解调频谱特点轴承外圈故障的解调频谱特点轴承外圈缺陷轴承外圈缺陷轴承外圈缺陷解调谱轴承外圈缺陷解调谱 轴承外圈有缺陷时，在解调频谱

49、上可见轴承外圈缺陷频率BPF67p 轴承内圈有缺陷时，在解调频谱上可见轴承内圈缺陷频轴承内圈有缺陷时，在解调频谱上可见轴承内圈缺陷频率率BPFIBPFI及其高次谐波，对内圈转动的轴承，可能出现其转速及其高次谐波，对内圈转动的轴承，可能出现其转速频率的边频。频率的边频。轴承内圈故障的解调频谱特点轴承内圈故障的解调频谱特点轴承内圈缺陷轴承内圈缺陷解调谱p 调制的原因：调制的原因：当内圈出现故障时当内圈出现故障时，如果它位于加载区域时，产生的冲，如果它位于加载区域时，产生的冲击会更加剧烈，从而产生更高的振幅。当内圈故障位置移出加载区后，击会更加剧烈，从而产生更高的振幅。当内圈故障位置移出加载区后，其

50、振幅又会降低，并在轴承顶部达到最小值。在这种情况下内圈的故障其振幅又会降低，并在轴承顶部达到最小值。在这种情况下内圈的故障频率被（内圈的）旋转频率所调制，可以在频谱中看到频率被（内圈的）旋转频率所调制，可以在频谱中看到1 X1 X边频带出现。边频带出现。轴承内圈有缺陷时，在解调频谱上可见轴承内圈缺陷频68轴承内圈故障的解调频谱举例轴承内圈故障的解调频谱举例轴承内圈故障的解调频谱举例69p 轴承滚动体有缺陷时，在解调频谱上可见轴承滚动体缺轴承滚动体有缺陷时，在解调频谱上可见轴承滚动体缺陷频率陷频率BSFBSF及其高次谐波，以及出现转速频率的边频；此外，及其高次谐波，以及出现转速频率的边频；此外，

51、由于滚动体对外圈的碰撞强于对内圈的碰撞，在解调谱上还由于滚动体对外圈的碰撞强于对内圈的碰撞，在解调谱上还会存在会存在BSFBSF的半谐波。的半谐波。轴承滚动体故障的解调频谱特点轴承滚动体故障的解调频谱特点轴承滚动体缺陷轴承滚动体缺陷轴承滚动体缺陷解调谱轴承滚动体缺陷解调谱p 如果滚珠故障也会产生调制。当滚珠运转在载荷区会产生如果滚珠故障也会产生调制。当滚珠运转在载荷区会产生比运转在非载荷区更强烈的冲击。越接近载荷区，振幅越高。比运转在非载荷区更强烈的冲击。越接近载荷区，振幅越高。滚珠沿轴承以保持架频率滚珠沿轴承以保持架频率FTFT滚动。该频率低于滚动。该频率低于1 X1 X，大约等于，大约等于

52、0.4 X0.4 X。轴承滚动体有缺陷时，在解调频谱上可见轴承滚动体缺陷频70p 轴承保持架有缺陷时，在解调频谱上可见轴承保持架缺轴承保持架有缺陷时，在解调频谱上可见轴承保持架缺陷频率陷频率FIFFIF及其高次谐波；此外，由于轴承润滑不良也会引及其高次谐波；此外，由于轴承润滑不良也会引起保持架与滚动体的直接接触而出现保持架缺陷频率。起保持架与滚动体的直接接触而出现保持架缺陷频率。轴承保持架故障的解调频谱特点轴承保持架故障的解调频谱特点轴承保持架缺陷轴承保持架缺陷轴承保持架缺陷解调谱轴承保持架缺陷解调谱 轴承保持架有缺陷时，在解调频谱上可见轴承保持架缺陷频71图726 吐丝机传动简图74 滚动轴

53、承故障诊断案例滚动轴承故障诊断案例例例7-7-4 4：20062006年年6 6月月2727日，安阳钢铁公司高速线材轧制线上的吐丝机日，安阳钢铁公司高速线材轧制线上的吐丝机轴发生轴发生轴承碎裂事故，被迫停产检修。事后检视在线故障诊断监测系统，发轴承碎裂事故，被迫停产检修。事后检视在线故障诊断监测系统，发现早在现早在4 4月月1313日时域峰值指标状态监测已经发出红色警报。图日时域峰值指标状态监测已经发出红色警报。图7 72626是是吐丝机传动简图。吐丝机传动简图。作为事后调查，欲对所有故障监测指标作一下回顾，以便认识哪作为事后调查，欲对所有故障监测指标作一下回顾，以便认识哪些些指标对这类故障信

54、息敏感。所以将各项时域监测指标列举分析如下：指标对这类故障信息敏感。所以将各项时域监测指标列举分析如下：图726 吐丝机传动简图74 滚动轴承故障诊断案例例721、时域指标趋势分析、时域指标趋势分析(1)6.5(1)6.5钢吐丝机钢吐丝机a35a35测点峰值趋势图测点峰值趋势图 由图由图7 72727可见，在可见，在2 26 6月份轧月份轧6.56.5钢时，吐丝机钢时，吐丝机a35a35测点时域峰测点时域峰值从值从4 4月月1313日（日（50 m/s50 m/s）开始有所上升，到）开始有所上升，到4 4月月2525日达到日达到85 m/s85 m/s，此，此后到后到5 5月月6 6日已达到日

55、已达到260 m/s260 m/s以上，并且到吐丝机轴承出现损坏事故前以上，并且到吐丝机轴承出现损坏事故前在线系统一直连续出现红色警报（均在在线系统一直连续出现红色警报（均在200 m/s200 m/s以上）。以上）。图727 峰值趋势图峰值趋势图1、时域指标趋势分析(1)6.5钢吐丝机a35测点峰值73(2)(2)轧轧6.56.5钢吐丝机钢吐丝机a35a35水平水平测点峰值系数趋势图测点峰值系数趋势图由图由图7 72828可见，在可见，在2 26 6月份轧月份轧6.56.5钢时，吐丝机钢时，吐丝机a35a35水平水平测点峰测点峰值系数在值系数在4 4月月1313日之前维持在日之前维持在5 5

56、以下，到以下，到4 4月月1616日达到日达到1010，此后到，此后到5 5月月2525日之间一直维持在日之间一直维持在6.56.5以上，轴承在正常状态下的峰值系数为以上，轴承在正常状态下的峰值系数为5 5左右，左右，说明吐丝机在说明吐丝机在4 4月月1313日时已有故障隐患了，到日时已有故障隐患了，到5 5月月2525日后吐丝机日后吐丝机a35a35测测点峰值系数又降到点峰值系数又降到5 5以下，说明此时轴承到已经损坏了。以下，说明此时轴承到已经损坏了。图728 峰值系数趋势图(2)轧6.5钢吐丝机a35水平测点峰值系数趋势图图774(3)(3)轧轧6.56.5钢吐丝机钢吐丝机a35a35测

57、点峭度指标趋势图测点峭度指标趋势图由图由图7 72929可见，在可见，在2 26 6月份轧月份轧6.56.5钢时，吐丝机钢时，吐丝机a35a35测点峭度在测点峭度在4 4月月1313日之前维持在日之前维持在5 5以下，到以下，到4 4月月1616日达到日达到1414，此后到，此后到5 5月月2525日之间一直维持日之间一直维持在在6.56.5以上，轴承在正常状态下的峭度为以上，轴承在正常状态下的峭度为3 3左右，说明吐丝机在左右，说明吐丝机在4 4月月1313日日（9.49.4）时已有故障隐患了，到）时已有故障隐患了，到5 5 月月2525日后吐丝机日后吐丝机a35a35测点峭度又降到测点峭度

58、又降到5 5以以下，说明此时轴承到已经损坏了。下，说明此时轴承到已经损坏了。由以上分析可见，从峰值、峰值系数、峭度三个时域指标都可看出吐由以上分析可见，从峰值、峰值系数、峭度三个时域指标都可看出吐丝机轴承在丝机轴承在4 4月月1313日时已有故障隐患了，在日时已有故障隐患了，在5 5月初到月初到5 5月月2525日是轴承逐渐损日是轴承逐渐损坏时期，若在这个时期能够对吐丝机进行必要的检查，就可避免坏时期，若在这个时期能够对吐丝机进行必要的检查，就可避免6 6月月2727日日轴承碎裂事故的发生。轴承碎裂事故的发生。图729 峭度指标趋势图(3)轧6.5钢吐丝机a35测点峭度指标趋势图图729752

59、、频域指标趋势分析、频域指标趋势分析轧轧6.56.5钢吐丝机钢吐丝机IIII轴轴频幅值趋势图轴轴频幅值趋势图 由图由图7 73030可见，在可见，在2 26 6月份轧月份轧6.56.5钢时，吐丝机钢时，吐丝机IIII轴轴转动转动频频率的率的幅值幅值在在4 4月月2424日之前维持在日之前维持在0.250.25m/sm/s2 2以下，以下，4 4月月2424日开始上升，达到日开始上升，达到0.40.4m/sm/s2 2，到，到5 5月月6 6日达到日达到9.6599.659m/sm/s2 2，此后到，此后到6 6月月2727日之间一直维持在日之间一直维持在8.58.5m/sm/s2 2以以上，上

60、，6 6月月6 6日最高达到日最高达到30.8230.82m/sm/s2 2，说明吐丝机在，说明吐丝机在4 4月月2424日（日（0.40.4）时已有）时已有故障隐患了，到故障隐患了，到5 5月月6 6日幅值发生突变，增大了日幅值发生突变，增大了2020多倍，说明此时吐丝多倍，说明此时吐丝机轴承已经损坏了。机轴承已经损坏了。图730 II轴轴频幅值趋势图2、频域指标趋势分析轧6.5钢吐丝机II轴轴频幅值趋势图763、谱图分析、谱图分析(1)(1)a35a35测点正常时的时域波形及频谱图（轧测点正常时的时域波形及频谱图（轧6.56.5钢）钢）图图7 73131(a)(a)吐丝机吐丝机06年年3月

61、月9日日19：00时域波形图时域波形图3、谱图分析(1)a35测点正常时的时域波形及频谱图（轧677图图7 73131(b)(b)吐丝机吐丝机06年年3月月9日日19：00频域波形图频域波形图图731(b)吐丝机06年3月9日19：00频域波形图78特征频率表特征频率表1特征频率表特征频率表1 1（图（图7 731 31 轧轧6.56.5钢时转速：钢时转速：1071r/min1071r/min）吐丝机吐丝机 a35 a35测点谱图数据测点谱图数据)图图7 73131显示为吐丝机显示为吐丝机3 3月月9 9日日1919：0000的时域和频域波形图，吐丝机的时域和频域波形图，吐丝机IIII轴（高速

62、轴）轴（高速轴）转动转动频频率的振率的振幅为幅为0.151m/s0.151m/s，并且，并且IIII轴轴频的轴轴频的2 2、5 5、7 7倍倍频频的振的振幅较为突出（见特征频率表幅较为突出（见特征频率表1 1），这时），这时IIII轴已有轻微松动故障了。轴已有轻微松动故障了。由于由于振振幅相对很低，不易看出。幅相对很低，不易看出。序号故障信号频率(Hz)计算特征频率(Hz)振幅绝对误差（Hz）相对误差%可信度%故障部位及性质分析129.29730.6650.1511.3684.4690II轴转动频率258.59461.330.9482.7364.46902II轴转动频率392.77391.99

63、50.630.7780.851003II轴转动频率4151.367153.3251.1791.9581.281005II轴转动频率5205.078214.6551.9169.5774.46907II轴转动频率特征频率表1特征频率表1（图731 轧6.5钢时转速79(2)(2)a35a35测点峰值明显上升时的时域波形及频谱图测点峰值明显上升时的时域波形及频谱图(轧轧6.5 6.5 钢钢)图图7 73232(a)(a)吐丝机吐丝机06年年4月月25日日4：00时域波形图时域波形图(2)a35测点峰值明显上升时的时域波形及频谱图(轧6.80图图7 73232(b)(b)吐丝机吐丝机06年年4月月25

64、日日4：00频域波形图频域波形图图732(b)吐丝机06年4月25日4：00频域波形图81特征频率表特征频率表2特征频率表特征频率表2 2（图（图7 732 32 轧轧6.56.5钢时转速：钢时转速：1052r/min1052r/min）吐丝机吐丝机 a35 a35测点谱图数据测点谱图数据)图图7 73232显示为吐丝机显示为吐丝机4 4月月2525日日4 4：0000的时域和频域波形图，吐丝机的时域和频域波形图，吐丝机IIII轴（高速轴）轴（高速轴）转动转动频频率的振率的振幅为幅为0.386m/s0.386m/s，并且，并且IIII轴轴频的轴轴频的2 2、5 5、7 7倍倍频幅值较为突出（见

65、特征频率表频幅值较为突出（见特征频率表2 2），与），与3 3月月9 9日波形图相比，日波形图相比，IIII轴（高轴（高速轴）轴速轴）轴转动转动频频率的振率的振幅上升了幅上升了2 2倍多，且倍多，且IIII轴轴转动转动频频率率的的2 2、5 5、7 7倍频倍频幅值也相对上升了，表明吐丝机幅值也相对上升了，表明吐丝机IIII轴松动故障在逐渐加重轴松动故障在逐渐加重。序号故障信号频率(Hz)计算特征频率(Hz)振幅绝对误差（Hz）相对误差%可信度%故障部位及性质分析129.29730.1210.3860.8242.73100II轴转动频率258.59460.2421.0261.6482.73100

66、2II轴转动频率387.89190.3630.6392.4722.731003II轴转动频率4151.367150.6050.9480.7625.06905II轴转动频率5205.078210.8472.2265.7692.731007II轴转动频率特征频率表2特征频率表2（图732 轧6.5钢时转速：82(3)(3)a35a35测点峰值上升非常大时的时域波形及频谱图测点峰值上升非常大时的时域波形及频谱图(轧轧6.56.5钢钢)图图7 733 33 吐丝机吐丝机06年年5月月6日日10：00时域和频域波形图时域和频域波形图(3)a35测点峰值上升非常大时的时域波形及频谱图(轧683特征频率表特征频率表3 3特征频率表特征频率表3 3（图（图7 733 33 轧轧6.56.5钢时转速：钢时转速：1063r/min1063r/min）吐丝机吐丝机 a35 a35测点谱图数据测点谱图数据)图图7 73333显示为吐丝机显示为吐丝机5 5月月6 6日日1010：0000的时域和频域波形图，吐丝机的时域和频域波形图，吐丝机IIII轴轴（高速轴）（高速轴）转动频率的振转动频率的振幅为幅为9.659