二、沖擊脈沖測量用于滾動軸承失效的診斷

沖擊脈沖法專門用于滾動軸承多種失效的診斷，尤其對疲勞失效、磨損失效、潤滑**等失效的診斷準(zhǔn)確率相當(dāng)高，是滾動軸承失效診斷的主要方法。

 
 
1、什么是沖擊脈沖：
兩個物體相互碰撞會產(chǎn)生一定能量的震動，這種震動不是呈連續(xù)狀態(tài)而是以壓力波的形式傳遞并呈脈沖狀態(tài)，這種由于接觸面上的物體發(fā)生碰撞而產(chǎn)生的震動為沖擊脈沖。

2、沖擊脈沖與振動不同，兩者的區(qū)別可用一個金屬球下落撞擊金屬棒來描述：
①沖擊脈沖是斷續(xù)的（圖2）a
②振動是連續(xù)的（圖2）b

3、沖擊脈沖能量的大小取決于兩方面：
①物體碰撞時的沖擊速度
②物體表面凹凸不平度

4、沖擊脈沖值與滾動軸承狀態(tài)的關(guān)系
我們知道，滾動軸承的滾動體與滾道表面并不是光滑的，在軸承轉(zhuǎn)動時，“粗糙”的表面使兩者之間的潤滑油產(chǎn)生波動，并對外滾道產(chǎn)生能量較小但頻率較高的沖擊；同時滾動體滾過某一缺陷位置時則會產(chǎn)生一個相對能量較大，但頻率較低的沖擊，這種沖擊會隨著滾動體或滾道表面產(chǎn)生的缺陷而明顯增大。沖擊脈沖法就是采用特殊的振動傳感器將以上信號放大后加以采集，經(jīng)過分析處理后確定滾動軸承的運行狀態(tài)。（圖3形象的描述了滾動軸承工作表面狀態(tài)與沖擊能量的關(guān)系）

 

5、滾動軸承的壽命及評定參數(shù)

（1）、滾動軸承的壽命
滾動軸承的壽命是以同一批型號的軸承，在相同運轉(zhuǎn)條件下90%的軸承不發(fā)生破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以106轉(zhuǎn)為單位）或工作小時數(shù)作為軸承的壽命，并把這個壽命叫做額定壽命。而沖擊脈沖對軸承壽命的定義為，一只完好的新軸承有一個初始沖擊震動值，當(dāng)沖擊震動值達到初始沖擊震動值的1000倍左右時，就認(rèn)為該軸承已經(jīng)達到使用壽命的終點。用分貝（dB）表示時，軸承壽命終點的沖擊震動值為60dB，即：
20lg1000/1=20lg103=20*3=60 (dB)

（2）、幾個狀態(tài)評定參數(shù)的含義：
dBsv：沖擊脈沖值的分貝，是用來衡量沖擊脈沖能量強度的值。
dBi： 沖擊脈沖值的背景分貝，即滾動軸承初始值。其數(shù)值大小取決于滾動軸承內(nèi)徑大小和轉(zhuǎn)速的大小。
dBn： 沖擊脈沖值的標(biāo)準(zhǔn)分貝。用來評定滾動軸承工作狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。dBn= dBsv- dBi
dBm： zui大分貝，表示滾動軸承元件損壞的zui大程度。
dBc： 地毯分貝。表示滾動軸承各元件表面普遍共有的粗糙度，其數(shù)值為每秒產(chǎn)生200個沖擊脈沖信號時的數(shù)值。一個工作狀態(tài)良好的滾動軸承，地毯值低于10 dBn。dBc總是小于dBm。
HR： 高頻沖擊值，其數(shù)值為每秒產(chǎn)生1000個沖擊脈沖信號時的數(shù)值。
LR： 低頻沖擊值，其數(shù)值為每秒產(chǎn)生40個沖擊脈沖信號時的數(shù)值。

（3）、幾個狀態(tài)評定參數(shù)之間的關(guān)系：

三、BT77 軸承故障檢測儀

在大量軸承實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，得出了各類軸承在各種運轉(zhuǎn)條件下的狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)，從而使沖擊脈沖技術(shù)具備了現(xiàn)場實用的技術(shù)條件。
評價標(biāo)準(zhǔn)以固化軟件的形式存儲于儀器內(nèi)，無需用戶人工查找，儀器可根據(jù)測量值結(jié)合軸承的基本參數(shù)直接給出評價結(jié)果----綠、黃、紅區(qū)。
基于沖擊脈沖技術(shù)，美國鐵姆肯公司推出了BT77軸承故障診斷儀，是通過dBm和dBc以及他們之間的△值來來判斷軸承的運行狀態(tài)，油膜的厚度及軸承安裝質(zhì)量。

（1）滾動軸承狀態(tài)的識別
BT77軸承故障檢測儀將0—60dB分成綠、黃、紅三個區(qū)域。
區(qū)域----讀數(shù)為0--20 dBn。表示滾動軸承處于正常良好狀態(tài)。檢測周期可在1—3個月內(nèi)選擇
黃**域----讀數(shù)為20--35 dBn。表示滾動軸承已出現(xiàn)輕微的失效或表示滾動軸承有降低工作狀態(tài)的趨勢存在。檢測周期可縮短到**或一周。
紅**域----讀書為35--60 dBn。表示滾動軸承已出現(xiàn)較重或嚴(yán)重缺陷。其工作狀態(tài)**，有明顯的失效存在，需停機檢修。

（2）參數(shù)的讀取方法

識別滾動軸承的狀態(tài)是否良好，主要是看dBc與dBm兩值處于什么區(qū)域，因而正確讀取dBc與dBm值是非常重要的。

①dBm的讀取：dBm是滾動軸承沖擊脈沖的zui高。是由滾道表面缺陷產(chǎn)生的震動能量。如果我們用耳機監(jiān)聽時，即為耳機發(fā)出的zui高音頻信號，聲響特點為斷續(xù)聲響。

②dBc的讀取：dBc表示的是滾動軸承滾道表面公共的粗糙度，用耳機監(jiān)聽時，即為連續(xù)音頻信號與斷續(xù)音頻信號的分界點，聲響特點為似斷非斷。

注意：一般規(guī)定dBc與dBm兩值讀數(shù)誤差不得大于±3 dBn。誤差大了會給監(jiān)測和診斷帶來不利影響。
 

（3）、判斷規(guī)則

CB108對滾動軸承狀態(tài)的判斷主要依據(jù)如下規(guī)則

（4）、典型實例
下表是某煉油廠86年2月～86年10月期間監(jiān)測到的部分軸承有故障的典型數(shù)據(jù)。從表中看，這類滾動軸承dBc與dBm值均處于黃區(qū)和紅區(qū)。通過停機解體驗證這類滾動軸承卻是存在各類嚴(yán)重損傷。如常減壓44＃泵前軸承滾動體護架斷裂散架。焦化泵101＃電機前軸承的軸承內(nèi)外滾道布滿軸向溝槽，有的溝槽處還存有大量的剝皮，滾動體表面也存在同樣缺陷。王垅坡1＃泵電機前軸承是剛檢修換上的新軸承，檢修完畢試運行時經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)脈沖值偏高，儀器指示軸承狀態(tài)嚴(yán)重**。經(jīng)解體發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)圈嚴(yán)重跑套竄向電機小蓋，并與小蓋摩擦，小蓋端面在試運行中已磨去1mm之多。

4、測點的選擇：
（1）、測點要盡可能選擇在滾動軸承的負載區(qū)。軸承負載區(qū)的定義為，軸承座承受負載的部位，一般在軸承座下方120度范圍內(nèi)。
（2）、測點要選擇沖擊波能直線傳播道的位置。軸承測點的距離應(yīng)盡可能短而直，要避開零件間多界到面及空腔部位。這是因為沖擊波會在界面上空腔里發(fā)生反射和阻尼，一般每增加一個界面，軸承脈沖量會降低3～5dBn，測點距離軸承200mm時，脈沖量要降低5～10dBn。
（3）、測點表面要平整：被測點一般選擇在軸承座上，軸承座多為鑄造件，表面較粗糙，因此測點表面的平整度是不夠的。有毛刺、有凹凸不平形狀，存在上述缺陷時，應(yīng)先清理缺陷。傳感器的頂桿頭是一個半徑8mm的半球形狀，頂桿頭接觸被測表面時應(yīng)讓半球面接觸被側(cè)面。