滾動軸承監(jiān)測技術(shù)--沖擊脈沖法
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滾動軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的重要零件，在各機(jī)械部門中應(yīng)用最為廣泛。因它具有一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)，例如：摩擦系數(shù)小，運(yùn)動精度高，對潤滑劑的粘度不敏感，在低速下也能承受載荷。有些軸承還能同時承受徑向和軸向力，但是，滾動軸承也是機(jī)器中最易損壞的零件之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障有30%是由軸承引起的。所以對滾動軸承的故障監(jiān)測和診斷一直是近年來國內(nèi)外發(fā)展機(jī)械故障診斷技術(shù)的重點(diǎn)。其發(fā)展?fàn)顩r如下：
·最原始的方法是將聽音棒（或螺絲刀）接觸軸承座部位，靠聽覺來判斷有無故障。雖然訓(xùn)練有素的人能覺察到軸承剛發(fā)生的疲勞剝落與損傷部位，但受主觀因素的影響較大。
·出現(xiàn)各種測振儀后，可用振動位移、速度或加速度的均方根值或峰值來判斷軸承有無故障，這可減少對人為經(jīng)驗(yàn)的依賴。但仍很難發(fā)現(xiàn)早期故障。
·60年代瑞典一公司發(fā)明了沖擊脈沖計(jì)（Shock Pulse Meter）來檢測軸承損傷，既快速、簡單又準(zhǔn)確，代表儀器是MEPA-10A；SPM-43A。
·70年代日本新日鐵株式會社研制了MCV-021A機(jī)器檢測儀（Machine Checker），可分別在低頻、中頻和高頻段檢測軸承的異常信號。另有油膜檢查儀，可探測油膜狀況而對其潤滑狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
·80年代日本精工公司（NSK）相繼研制了軸承監(jiān)視儀NB-1、NB-2、NB-3、NB-4型。利用1KHZ～15KHZ范圍內(nèi)的軸承振動信號，測量其RMS值和峰值來檢測軸承的故障。由于去掉了低頻干擾，靈敏度有所提高，其中還有報(bào)警設(shè)置。
隨著對滾動軸承的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)的深入研究，對軸承的振動信號中的頻率成分和軸承零件的幾何尺寸及缺陷類型的關(guān)系有了較清楚的了解。加之，快速付里葉變換技術(shù)的發(fā)展，開創(chuàng)了用頻域分析方法來檢測和診斷軸承的故障。
以上研究奠定了這方面的理論基礎(chǔ)，現(xiàn)已有多種信號處理技術(shù)用于滾動軸承的故障診斷和監(jiān)測。如頻率細(xì)化技術(shù)、倒頻譜、色絡(luò)譜等，在信號預(yù)處理上采用了各種濾波技術(shù)，如相干波，自適應(yīng)濾波等，提高了診斷靈敏度。
除了用振動信號監(jiān)測軸承外，還發(fā)展了其它技術(shù)。如，油污染分析法（光譜測定、磁屑探測和鐵譜分析），聲發(fā)對法，聲響診斷和電阻法等，使用得最廣泛的還是振動監(jiān)測法，其中沖擊脈沖法又是最受歡迎的一種檢測診斷方法。
二、 沖擊脈沖技術(shù)的發(fā)展及國內(nèi)跟蹤該技術(shù)的現(xiàn)狀
1. 沖擊脈沖法原理（瑞典人發(fā)明，在美國獲得專利）
對軸承壽命影響很大的因素是安裝、工作狀況和維修保養(yǎng)，為了防止軸承的突然損壞造成的后果最理想的辦法是隨時掌握軸承的工作狀態(tài)，過去，為此目的試用過測溫、測振和測聲的方法，現(xiàn)在發(fā)明了一種新方法--沖擊脈沖法。原理是掌握軸承內(nèi)部損壞引起的機(jī)械沖擊。
假如，此鋼球是滾動軸承內(nèi)的一個滾動體，而滾道上有一個缺陷區(qū)（剝落、裂紋、凹坑和高低不平的粗糙區(qū)）那么在滾動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中，就會發(fā)生如上的撞擊現(xiàn)象，產(chǎn)生的沖擊脈沖信號會傳遞到軸承座上，同樣，可用一個傳感器去接受此沖擊脈沖信號。（圖2）
此方法可在軸承的正常工作過程中測定軸承的狀況而不受機(jī)械的原始設(shè)計(jì)、大小、振動或噪聲的影響，用此方法制作的儀器在測試時能排除機(jī)器和軸承本身的振動影響，直接判斷軸承的狀態(tài)和壽命。并能早期發(fā)現(xiàn)和識別滾動軸承因制造不良、裝配不良、潤滑不良及使用中旋轉(zhuǎn)面產(chǎn)生傷痕等與軸承壽命有關(guān)的異常原因、劣化程度和發(fā)展趨勢。
使用沖擊脈沖儀的目的，主要是利用軸承的全部壽命，避免不必要的更換，通過不斷測量，獲得一個逼近的軸承失效早期報(bào)警，減少設(shè)備故障率，及無計(jì)劃的不必要的維修工作。
2. 瑞典SPM公司沖擊脈沖技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
該公司根據(jù)沖擊脈沖原理開發(fā)的產(chǎn)品有：
SPM-43A；BEA-52；BAS-10；system32；BMS；A2010；T2000。
（1） SPM-43A沖擊脈沖計(jì)
予置被測軸承的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)速，確定dB1值，測量dBM、dBC值、在dBN標(biāo)準(zhǔn)上（紅、黃、綠區(qū)）判斷軸承的工作狀態(tài)和損傷程度以及潤滑、安裝狀況。
（2） BEA-52電腦軸承分析儀
SPM公司憑多年對沖擊脈沖技術(shù)的研究，結(jié)合先進(jìn)的電腦技術(shù)，在1985年正式推出電腦軸承分析儀。在予置標(biāo)準(zhǔn)編號、類型號后，可顯示軸承工作狀態(tài)及潤滑狀態(tài)（油膜厚度）。
合適的油膜厚度可延長軸承的壽命。 加速度計(jì)相關(guān)文章:加速度計(jì)原理 脈沖點(diǎn)火器相關(guān)文章:脈沖點(diǎn)火器原理
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