低速重载滚动轴承的诊断分析步骤

低速重载滚动轴承的诊断分析共分为五个步骤，主要包括：掌握滚动轴承的基本参数、深入了解滚动轴承的维修历史、选择合适的检测分析仪器、在采集得到有效数据后进行信号处理与分析，最后给出诊断结论和维修方案建议。具体各步骤内容分别详述如下。

1.掌握滚动轴承的基本参数

基本参数主要包括结构参数和工艺参数。其中，结构参数包括结构形式、公称接触角、滚动体类型、轴承节径、滚子直径、滚子数、密封方式、润滑方式与类型等基本的特征参数。工艺参数则包括滚动轴承所承受的载荷大小、载荷作用形式、工作转速等信息。

2.了解滚动轴承的维修历史

对低速重载滚动轴承进行准确的故障诊断，需要了解滚动轴承的维修历史，主要包括故障原因、维修时间、维修措施、维修前后状态变化等。

3.选择合适的检测分析仪器

低速重载滚动轴承因其工作转速低，各特征频率极低。长期以来，对低频乃至超低频信号（≤1Hz）的测量是许多国内外测量分析仪器所面临的难点。主要有两种检测手段：低频振动检测和声发射检测。(www.zuozong.com)

在振动信号检测方面，首先要求传感器具有良好的低频响应范围，即要求传感器的有效线性区域覆盖轴承各特征频率；其次需要具备较高的频率分辨力，例如转频为0.2Hz，为准确分析出轴承的特征频率及其被转频调制的边频信息，需要采样的频率分辨力＜0.2Hz；此外，还需要较大的数据存储空间，例如轴承旋转一周所需要的时间是10s，为了不失真地捕捉到故障特征，必须要设置较长的采样时间才能获得多个周期下的振动信号，因此，在高频率分辨力和长采样时间的共同要求下，对采样仪器的信号处理能力和数据存储能力都提出了更高的标准。

在声发射检测方面，需要选择谐振式传感器和匹配的前置放大器，使得高阻抗传感器与低阻抗电缆之间实现阻抗匹配，以防止信号的衰减。在数据采集中，若仅需要进行简易诊断，即判断轴承当前状态是否存在故障，则可以选择声发射特征参数采集卡来进行数据采集，获得诸如声发射事件数、上升时间、幅值、能量等特征参数，并按照预设定的标准来进行故障诊断；但若需要进行精密诊断，即识别出轴承的外圈、内圈、滚动体和保持架中哪些零部件出现了问题，则需要选择波形流采集卡，获得声发射波形，通过频谱分析等手段来提取各零部件的故障特征频率。此外，需要对采集的门槛值、模拟滤波器上下限、采样频率、采样长度、峰值鉴别时间（PDT）、撞击鉴别时间（HDT）和撞击闭锁时间（HLT）等参数进行合理设置，才能采集到正确的信号以进行后续的分析处理。

4.开展信号处理与分析

针对低速重载滚动轴承所具有的特征频率低、冲击能量弱、易受噪声干扰等特点，可以通过简易诊断和精密诊断来实现其信号处理。首先，可以通过设备在正常状态下的特征值、频谱图与故障状态下的特征值、频谱图进行对照，完成简易诊断，即判断轴承当前状态是否存在故障。此外，采用小波分析、随机共振等分析方法来提取轴承的故障特征，完成精密诊断，即判断轴承发生故障的类型和故障出现的具体部位。

5.给出诊断结论及维修方案建议

在信号分析处理的基础上，预测其残余寿命，并给出相应的诊断结论，结合轴承的故障特点制定相应的维修计划。若轴承仍能够继续工作，需要对轴承进行专业的维护；否则必须更换相应部件，同时为了在故障再次发生时能够及时地发现，还应对轴承进行长期的状态监测。