滚动轴承静载荷的测试方法（滚动轴承信号分析方法）

滚动轴承静载荷的测试方法（滚动轴承信号分析方法）（3）此法可直接观察频谱图上相应的特征谱线，做出判断；（2）一般可以采用低通滤波器（例如截止频率fb≤1kHz）滤去高频成分后再作频谱分析；二、分析谱带的选择1.低频段：（1）低频率段指1kHz以下的频率范围；

一、故障信号三频段（三座大山）

1.低频段：在8kHz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，少数高速滚动轴承的信号频段能延展到B点以外。因为轴的故障信号、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监测的频段。

2.高频段：位于Ⅱ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。

3.超高频段：位于Ⅲ区，它们是轴承内微裂纹扩张所产生的声发射超声波信号。

二、分析谱带的选择

1.低频段：

（1）低频率段指1kHz以下的频率范围；

（2）一般可以采用低通滤波器（例如截止频率fb≤1kHz）滤去高频成分后再作频谱分析；

（3）此法可直接观察频谱图上相应的特征谱线，做出判断；

三、测点的选择

（1）测量点应尽量靠近被测轴承的承载区，应尽量减少中间传递环节，探测点离轴承外圈的距离越近越直接越好；

（2）应尽量考虑在水平（x）、垂直（y）和轴向（z）三个方向上进行振动检测。

四、滚动轴承故障信号分析方法

1.有效值与峰值判别法

（1）有效值：可以用有效值作为轴承异常的判断指标。

（2）峰值：有效值指标对具有瞬间冲击振动的异常是不适用的。因为冲击波峰的振幅大，并且持续时间短，用峰值比有效值更适用。

2.峰值系数法：正常时，滚动轴承的峰值系数约为5，当轴承有故障时，可达到几十。

3.峭度指标法

（1）峭度指标Cq对信号中的冲击特征很敏感，正常情况下其值应该在3左右，如果这个值接近4或超过4，则说明机械的运动状况中存在冲击性振动。

（2）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显增加，达到数十甚至上百，非常明显。它的优势在于能提供早期的故障预报。

（3）当轴承故障进入晚期，由于剥落斑点充满整个滚道，峭度指标反而下降。也就是对晚期故障不适应。

4.冲击脉冲法（SPM）

冲击脉冲法是利用轴承故障所激发的轴承元件固有频率的振动信号，经加速度传感器的共振放大、带通滤波及包络检波等信号处理，所获得的信号振幅正比于冲击力的大小。

在冲击脉冲技术中，所测信号振幅的计量单位是dB。测到的轴承冲击dBi值与轴承基准值dB0相减（dB0是良好轴承的测定值）。

dBN = dBi－dB0

冲击脉冲计的刻度就是用dBN值表示的。轴承的状况分为三个区：

（0～20）dBN 表示轴承状况良好

（20～35）dBN 表示轴承状况已经劣化，属发展中的损伤期

（35～60）dBN 表示轴承已经存在明显的损伤。

5.共振解调法

共振解调法也称为包络检波频谱分析法，是目前滚动轴承故障诊断中最常用的方法之一。

基本原理可用图7—6所示信号变换过程中的波形特征来说明。

频谱分析法与共振解调法的比较

6.频谱分析法

将低频段测得振动信号，经低通抗叠混滤波器后，进行FFT快速富里叶变换，得到频谱图。根据各项计算特征频率，在频谱图中找出其对应值、观察其变化，从而判别故障的存在与部位。

7.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，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，找出功率谱上不易发现的问题。

处理工程：

倒谱分析示例

8.波形因数诊断法

（1）波形因数：峰值与均值之比（脉冲指标）；

（2）当波形因数值过大时，表明滚动轴承可能有点蚀；而波形因数小时，则有可能发生了磨损；

9.概率密度诊断法

（1）无故障轴承：典型正态分布曲线；

（2）有故障轴承：概率密度曲线可能出现偏斜或分散。