SPM沖擊脈沖技術在滾動軸承故障診斷的應用

2013年08月05日

SPM沖擊脈沖技術在滾動軸承故障診斷的應用

沖擊脈沖法(SPM,即Shock  Pulse Method),是由瑞典SPM 公司在上世紀70年代最先提出的一套系統監測方法,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、潤滑不良等失效的診斷準確率相當高,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生一定能量的振動,這種振動不是呈連續狀態而是以壓力波的形式傳遞并呈脈沖狀態,這種由于接觸面上的物體發生碰撞而產生的振動為沖擊脈沖。

 

2、沖擊脈沖與振動的區別

 沖擊脈沖與振動不同,兩者的區別可用一個金屬球下落撞擊金屬板來描述,金屬球落到金屬板上瞬間產生的沖擊信號即為一個沖擊脈沖,從圖中可以看出:
①、振動是連續的(圖2),且頻率多為低頻信號。
②、沖擊脈沖是持續時間很短(圖2,很快衰減,頻率較高,其能量可在廣闊的頻率范圍內發散;沖擊脈沖由于衰減很快,累積的能量很小。

 

 

 

3、沖擊脈沖能量的大小取決于兩方面:
 物體碰撞時的沖擊速度
 物體表面狀態。

 

4、沖擊脈沖值與滾動軸承狀態的關系
   我們知道,滾動軸承的滾動體與滾道表面并不是絕對光滑的,在軸承轉動時,粗糙的表面使兩者之間的潤滑油產生波動,并對外滾道產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,經過分析處理后確定滾動軸承的運行狀態。 

5、使用沖擊脈沖評判滾動軸承的三種狀態

   滾動軸承狀態與潤滑良好的時候,運轉中產生的沖擊脈沖值都會很低;潤滑不良而軸承沒有損傷的時候,沖擊脈沖值會普遍很高;潤滑正常而滾動軸承發生損傷的時候,會出現周期性的峰值。以上三種狀態使用沖擊脈沖技術dBm/dBc方法檢測時會相應表現出:良好狀態兩值均很低;潤滑不良兩值均升高;軸承損傷會出現dBm值升高。

 

6、滾動軸承的壽命及評定參數
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,在相同運轉條件下90%的軸承不發生破壞前的轉數(以106轉為單位)或工作小時數作為軸承的壽命,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,當沖擊震動值達到初始沖擊震動值的1000倍左右時,就認為該軸承已經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60 dB,即:20lg1000/1=20lg103=20*3=60 (dB)
2)、幾個狀態評定參數的含義:
dBsv
:沖擊脈沖值的絕對分貝,是用來衡量沖擊脈沖能量強度的絕對值。
dBi
沖擊脈沖值的背景分貝,即滾動軸承初始值。其數值大小取決于滾動軸承內徑大小和轉速的大小。
dBn
沖擊脈沖值的標準分貝。用來評定滾動軸承工作狀態的標準。dBn dBsv- dBi
dBm
:最大分貝,它的定義是時間窗口中最強的脈沖,表示滾動軸承元件損壞的最大程度。
dBc
地毯分貝。其數值為每秒產生200個沖擊脈沖信號的最高讀數。表示滾動軸承的潤滑狀態。一個工作狀態良好的滾動軸承,地毯值低于10 dBn。dBc總是小于dBm。
dBm
、dBc讀數是相對讀數,不是絕對分貝dBsv,而是標準分貝dBn
HR
:高頻沖擊值,其數值為每秒產生1000個沖擊脈沖信號時的數值。相當于最小值,但不是最小值。
LR
:低頻沖擊值,其數值為每秒產生40個沖擊脈沖信號時的平均數值。相當于最大值,但不是最大值。


7、診斷案例

案例:長慶油田公司采氣廠使用沖擊脈沖LR/HR技術成功檢測出一例新修設備滾動軸承損壞,避免了嚴重的設備運行事故。一臺高壓電機維修后使用SPM公司A30軸承故障分析儀監測發現沖擊脈沖值超標,監控運行1個月后,發現數據急劇上升,數據見表。

并發現軸承溫度超標,伴隨潤滑脂流出。拆解發現軸承故障。見圖。 

   

 

 

沖擊脈沖技術已經成為滾動軸承檢測領域的權威,至今已廣泛應用于世界各地的工礦企業,為滾動軸承診斷提供了可靠、實際的檢測手段。諸多國際知名設備廠商已經將SPM沖擊脈沖技術廣泛應用在自己的產品中,為用戶的狀態維修提供了最可信賴的幫手。

來源:南昌新鐵實業有限公司

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