滚动轴承故障诊断技术分析

滚动轴承故障诊断技术分析

魏晓

中国石化齐鲁分公司供排水厂    山东省淄博市   255400

摘要：现如今滚动轴承故障问题会导致安全事故的产生，对于我国经济以及人民安全带来了负面影响，因此需要对滚动轴承不同类型故障问题来进行深入分析，机械设备的使用年限能够得到延长，并且能够提高加工生产效率。结合以上内容，本文需要对滚动轴承故障诊断技术进行分析和研究，希望可以给予相关人士一些帮助和借鉴。

关键词：滚动轴承；故障；诊断技术

引言

滚动轴承在我国现代机械设备当中得到普遍应用，能够作为重要零部件，但是容易出现损害问题。滚动轴承对于机械设备故障问题具有直接影响，并且经过相关调查可以得知，机械设备70%的故障是由于机械振动，30%的故障是因为轴承问题。对于机械设备出现故障问题的主要原因要进行深入分析，滚动轴承出现故障的具体表现就是零部件失效。滚动轴承质量问题会引发设备停机，从而带来一定的经济损失，甚至可能会导致人员事故的出现。因此滚动轴承故障机检测以及诊断工作具有重要意义。

1滚动轴承组成和种类

现如今常见滚动轴承主要包含四部分：内圈、外圈、滚动体、保持器。其中可以得知内圈和外圈之间具有支撑联系，主要是通过滚动体情况、尺寸大小、数量多少来和承重能力产生直接的联系，保持架主要是避免滚动脱落问题的出现。

2滚动轴承故障诊断传统的分析方法

2.1振动信号分析诊断

滚动轴承故障诊断需要应用有效的方法，在振动信号分析过程当中主要方法包含简易诊断法、冲击脉冲法、共振调解法。通过以上方法来进行相关诊断，具体方法内容如下所示：（1）简易诊断法主要包含类型有：①振幅值诊断法。主要是根据振幅最大值来进行判断，可以通过点蚀损失来对瞬时冲击进行诊断；②波峰因素诊断法。峰值和均方根值之比能够作为条件，在点蚀条件之下来进行诊断工作；③概率密度诊断法。概率密度曲线在此过程当中能够发挥重要作用，来对故障进行定性分析；④峭度系数诊断法。该方法在应用过程当中主要是对趋势类型进行判断，并且不会和轴承的转速、尺寸、荷载产生直接的联系。前期报警能力需要进行充分了解，否则在故障严重时就无法展开具体诊断。(2)冲击脉冲法。滚动轴承要想得到进一步的运转，需要内部和外部缺陷区进行低频冲击，产生的脉冲信号能够和SPM传感器进行共振，共振波形为20kHz一60kHz，并且对内部冲击情况需要进行有效调整，窄带滤波器和脉冲都能够积极开展电路调整，低频和高频作为脉冲序列发挥自身作用，但是以上方法在固定中心频率和带宽方面仍然存在局限性，具体原因是因为滚动轴承局部损伤故障情况会导致内部结构共振频率处于一成不变。并且在实践过程当中，出现背景噪音或者其他冲击源，对于诊断效果会造成影响，缺乏实际意义。（3）共振调节技术。该方法主要是对低频所造成的冲击来进行相应的反应，会形成高频共振波形，由此来进行有效解调，然后对低频冲击和共振解调波可以进行有效判断。该方法在承轴故障诊断完整内容主要包含：轴承某一元件出现局部损伤，可能会对元件表面造成一系列冲击，由此就形成了冲击脉冲力，冲击脉冲力的频带很宽，内部包含轴承外圈、传感器、谐振器等，通过固有频率而对测试系统进行相关分析。可以结合实际情况来进行分析，高频固有振动能够作为研究对象，了解到中心频率能够直接等于轴承外圈或者传感器等谐振频率的带通波滤器，需要对轴承振动频率展开一系列的测量。包括络检波器积极推进检波工作顺利完成，然后可以对高频衰减、振动频率成分来进行综合分析，还能够依靠故障特点来进行网络频率的划分。内部信号可以针对频谱分析，在应用过程当中找出特征频率分量和对应故障元件。

2.2油液分析诊断

对于轴承故障问题出现主要原因就是润滑不当。因此在研究过程当中需要对润滑油情况进行充分的了解，轴承的润滑与磨损状况需要进行有效判断，根据有关措施来对故障问题进行合理控制。常用的分析方法具有多样性，需要结合实际情况来选择，在方法研究过程当中需要了解内部特点，由此来进行综合判断，能够提高诊断的准确性。

3滚动轴承故障诊断现代分析方法

3.1小波变换在轴承故障中的应用

轴承故障诊断需要根据轴承局部异常情况来对信号局部变化进行相关判断，信号情况容易受到噪声的影响，所以出现微弱和能量较小现象，因此在信号辨认方面存在难度。在进行故障诊断过程当中，可以依靠傅立叶变换来进行分析判断，但是需要认识到局部化分析具有局限性。关于时域和频域局部化特性出现的小波变化，能够对信号频率、短时来进行准确的了解，对于故障问题可以及时进行分离，可以对故障情况进行充分了解。目前对于小波变化和独立分量分析方法在应用过程当中可以对滚动轴承的信号进行降噪和分离，有助于信号的信噪比和诊断率得到上升。目前对于滚动轴承早期故障诊断需要利用小波滤波和循环平稳度分析方法，然后对参数情况进行优化和判断。

3.2遗传算法在轴承故障中的应用

遗传算法在轴承故障方面主要是根据自然选择和群体遗传学机理来进行分析，首先需要对繁殖、交配和变异现象进行模拟，根据适者生存、优胜劣汰的自然法则在遗传算子当中选择优质个体。

3.3专家系统在轴承故障中的应用

现如今人工智能技术得到进一步的发展，对于专家系统技术具有推动作用。专家系统主要是通过智能计算机系统来展开相关操作，可以对专家在处理问题当中采取的推理方法进行模拟，根据已经建立的知识模型来进行问题解决。专家系统技术在故障诊断领域能够充分发挥自身作用，体现在对滚动轴承进行诊断，并且在分析和决策方面具有准确性和可靠性。

3.4模糊诊断在轴承故障中的应用

滚动轴承信号的故障类型和故障特征诊断存在不对应关系，主要原因是故障存在多发特征，那么故障类型也会对应多类故障，因此就出现了模糊理论。模糊诊断被逐渐应用于轴承故障应用当中，可以对故障问题进行深入分析，从而发挥自身的作用，模糊变化运算也需要进行深入推理。

4滚动轴承故障诊断的发展趋势

（1）非线性理论在轴承故障诊断当中发挥重要作用。故障信号的非线性特征对于轴承故障研究具有相应帮助，主要是根据特征机理和故障发展趋势来进行综合判断，对未来轴承故障诊断工作提供有效帮助。（2）现在信号处理技术与智能诊断技术能够得到有效融合，并且智能诊断技术包含专家系统、模糊逻辑、神经网络、遗传算法和进化计算等，在应用过程当中能够发挥显著优势。（3）信号处理技术能够跟随故障诊断智能系统来进行深入分析，多种轴承故障分析方法得到充分应用，并且需要通过智能专家系统来提高诊断效率和准确率。

结束语

综上所述，这些年我国滚动轴承故障诊断技术正处在飞速发展的背景之下，具体表现为新的技术和新的理论都融入滚动轴承诊断当中，为滚动轴承故障诊断提供新的思路，促进工业背景之下滚动轴承故障诊断方法在未来发挥重要的作用。

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