轴承故障检测、诊断、分析技巧，一文搞定！

为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能，必须保养、检测、检修、以求防事故于未然，确保运转的可靠性，提高生产性、经济性。对长期运行中的设备来讲，平时的检测跟踪尤为重要，检测项目包括轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等 ，根据检测结果，设备维护人员可以准确地判断设备的问题点，提早作出预防和解决方案。

一、异常旋转音分析诊断

异常旋转音检测分析是采用听诊法对轴承工作状态进行监测的分析方法，常用工具是木柄长螺钉旋具，也可以使用外径为20mm左右的硬塑料管。相对而言，使用电子听诊器进行监测，更有利于提高监测的可靠性。轴承处于正常工作状态时，运转平稳、轻快，无停滞现象，发生的声响和谐而无杂音，可听到均匀而连续的“哗哗”声，或者较低的“轰轰”声。

异常声响所反映的轴承故障如下：

1、 轴承发出均匀而连续的“咝咝”声，这种声音由滚动体在内外圈中旋转而产生，包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。一般表现为轴承内加脂量不足，应进行补充。若设备停机时间过长，特别是在冬季的低温情况下，轴承运转中有时会发出“咝咝沙沙”的声音，这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。应适当调整轴承间隙，更换针入度大一点的新润滑脂。

2、 轴承在连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。声响的周期与轴承的转速成正比。应对轴承进行更换。

3、 轴承发出不规律、不均匀的“嚓嚓”声，这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。声响强度较小，与转数没有联系。应对轴承进行清洗，重新加脂或换油。

4、 轴承发出连续而不规则的“沙沙”声，这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。声响强度较大时，应对轴承的配合关系进行检查，发现问题及时修理。

二、振动信号分析诊断

轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。

滚动轴承故障的检测诊断技术有很多种，如振动信号检测、润滑油液分析检测、温度检测、声发射检测等。在各种诊断方法中，基于振动信号的诊断技术应用最为广泛，该技术分为简易诊断法 和精密诊断法 两种。

简易诊断 利用振动信号波形的各种参数，如幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等，以及各种解调技术对轴承进行初步判断以确认是否出现故障；

精密诊断 则利用各种现代信号处理方法判断在简易诊断中被认为是出现了故障的轴承的故障类别及原因。

三、滚动轴承故障的简易诊断法

在利用振动对滚动轴承进行简易诊断的过程中，通常是要测得的振值（峰值、有效值等）与预先给定的某种判定标准进行比较，根据实测的振值是否超出了标准给出的界限来判断轴承是否出现了故障，以决定是否需要进一步进行精密诊断。用于滚动轴承简易诊断的判断标准可大致分为三种：

1、绝对判定标准

用于判断实测振值是否超限的绝对量值；

2、相对判定标准

对轴承的同一部位定期进行振动检测，并按时间先后进行比较，以轴承无故障的情况下的振值为标准，根据实测振值与该基准振值之比来进行诊断的标准；

3、类比判定标准

把若干同一型号的轴承在相同的条件下在同一部位进行振动检测，并将振值相互比较进行判断的标准。

绝对判定标准是在规定的检测方法的基础上制定的标准，因此必须注意其适用频率范围，并且必须按规定的方法进行振动检测。适用于所有轴承的绝对判定标准是不存在的，因此一般都是兼用绝对判定标准、相对判定标准和类比判定标准，这样才能获得准确、可靠的诊断结果。

四、滚动轴承故障的精密诊断法

滚动轴承的振动频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分，而且每一种特定的故障都对应有特定的频率成分。精密诊断的任务，就是要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，从而指示特定故障的存在。

常用的精密诊断有下面几种：

1、低频信号分析法

低频信号是指频率低于8kHz的振动。一般测量滚动轴承振动时都采用加速度传感器，但对低频信号都分析振动速度。因此，加速度信号要经过电荷放大器后由积分器转换速度信号，然后再经过上限截止频率为8kHz的低通滤波器去除高频信号，最后对其进行频率成分分析，以找到信号的特征频率，进行诊断。

2、中、高频信号解调分析法

中频信号的频率范围为8kHz-20kHz，高频信号的频率范围为20kHz-80kHz。由于对中、高频信号可直接分析加速度，传感器信号经过电荷放大器后，直接通过高通滤波器去除低频信号，然后对其进行解调，最后进行频率分析，以找出信号的特征频率。

五、轴承的温度分析诊断

轴承的温度，一般有轴承室外面的温度就可推测出来，如果利用油孔能直接测量轴承外圈温度，则更为合适。

通常，轴承的温度随着轴承运转开始慢慢上升，1-2小时后达到稳定状态。轴承的正常温度因机器的热容量、散热量、转速及负载而不同。如果润滑、安装不合适，则轴承温都会急骤上升，会出现异常高温，这时必须停止运转，采取必要的防范措施。

用高温经常表示轴承已处于异常情况。高温也有害于轴承润滑剂。有时轴承过热可归诸于轴承的润滑剂。若轴承在超过125℃的温度长期连转会降低轴承寿命。引起高温轴承的原因包括：润滑不足或过分润滑、润滑剂内含有杂质、负载过大、轴承损坏、间隙不足及油封产生的高摩擦等等。

因此，连续性的监测轴承温度是有必要的，无论是量测轴承本身或其它重要的零件。如果是在运转条件不变的情况下，任何的温度改变可表示已发生故障。

轴承温度的定期量测可藉助于温度计，可精确地测轴承温度并依℃或华氏温度定单位显示。

重要性的轴承，意味着当其损坏时，会造成设备的停机，因此这类轴承最好应加装温度探测器。

正常情况下，轴承在刚润滑或再润滑过后会有自然的温度上升并且持续一天或二天。

六、润滑剂分析诊断

润滑剂分析法 是利用铁谱分析技术，铁谱分析技术是特别适合于鉴定和预测滚动疲劳的一种方法。将滚动轴承的润滑油抽取一部分作为油样，利用高梯度磁场使流过该磁场的油样中所含的固体异物，按大小比例沉积在玻璃片上，得以观察异物颗粒的形状，大小，色泽和材质，从而能清楚地判明磨损的类型，预告机器的运转状态，及时发现隐患。铁谱技术原则上以鉴定钢铁等强磁体为主要目标，但对铜等非铁金属、砂、有机物和密封碎屑等异物也有相当出色的鉴定能力。

当油样中出现直径为1-5μm钢铁类球形颗粒时，肯定轴承已开始出现疲劳微裂纹。当油样中出现长度与厚度比为10：1的疲劳剥落颗粒，而长度大于10μm时，轴承中非正常疲劳磨损已经开始，当长度大于100μm时，轴承已经失效。

第三种疲劳碎屑为长度与厚度比为30：1的疲劳薄片，其长度在20-50μm之间，薄片往往带有空洞。在疲劳开始出现时，这种薄片的数量会明显增加，这可与球形颗粒共同作为疲劳出现的标志。

振动筛激振器轴承频繁损坏，从这3个方面找原因

该结构最普遍的问题是激振器内的轴承寿命较短，经常出现轴承发热、烧损等现象，严重影响振动筛的正常运行。本文分享激振器故障原因及对应解决方案。

1 设计原因

1）轴承选型不合理。

振动筛滚动轴承在工作过程中由入料带来的冲击载荷较大，由偏心块高速旋转产生的离心力及离心加速度也较大，加之工作环境中粉尘较多，所以对轴承的使用类型、极限转速、安装配合尺寸、游隙、自润滑性能等要求较高，普通轴承在此恶劣工况下工作易损坏。如果设计初期对轴承选型不当，轴承使用寿命就会较短。

处理方法：

选用振动筛专用轴承。常用的振动筛轴承一般有圆柱滚子轴承和调心滚子轴承2种形式。圆柱滚子轴承具有较大的径向承载能力，承受极限转速也较高，对动静载荷的承载能力强，但对轴承座孔的同轴度要求较高。

调心滚子轴承不但具有较大的径向承载能力，而且能承受任方向的轴向载荷，调心性能良好，能补偿因轴承座孔加工造成的不同轴问题，但不能承受纯轴向载荷。

由于振动筛使用环境较为恶劣，许多轴承生产厂家为振动筛生产专用大游隙轴承，轴承材料采用特殊材料，结构也较普通轴承有较大区别，具有承载能力强，耐冲击性能好，润滑性能好的特点。

2）润滑密封结构设计不合理 。

激振器工作过程中轴承受偏心块高速旋转产生较大的径向力，由于润滑密封结构设计不合理，轴承润滑不充分，是导致轴承受热产生变形，最终烧损的主要原因。目前国内许多激振器轴承主要采用脂润滑方式，密封主要采用迷宫密封结构。密封间隙一般在1～2mm。

但在实际使用过程中随着激振器内轴承温度的升高，润滑脂黏稠度逐渐降低，激振器主轴高速旋转，迷宫盖内润滑脂从迷宫盖处不断泄漏，最终导致轴承因缺少润滑而损坏。

处理方法：

采用稀油润滑方式，改善润滑通道，润滑油循环流动，使轴承得到充分润滑。

3）轴承与轴承座孔配合选择不当。

轴承与轴承座孔配合公差是设计时的重点。轴承与轴承座孔如果选择较大过盈配合，会迫使轴承滚道形状产生几何变形，导致轴承运转时产生异常振动；如果选择较大的间隙配合，会使轴承外圈在轴承座孔内产生相对滑动，导致轴承温度急剧升高。最终轴承损坏。

处理方法：

选择合理配合公差。由于激振器工作时轴承内圈所受径向力相对激振器偏心力来说是静止的，设计时轴承内圈往往又被轴向定位。故轴承内圈与轴的配合应采用较松的过渡配合或间隙配合公差。

轴承外圈所受径向力相对于激振器偏心力圆周旋转。为防止外圈滑动，同时确保轴承滚动体在保持架中灵活转动，外圈与轴承座孔的配合设计时要采用较紧过渡或稍小的过盈配合公差。

4）设计时未考虑轴的伸缩量。

激振器运行温度一般都在60～85℃。由于热胀冷缩引起轴的伸缩量不可忽视。

处理方法：

设计过程中将一端轴承设计成过渡或间隙配合，以便使激振器轴在热胀冷缩时可以相对于内圈进行滑动，避免轴承受到因热胀冷缩产生的轴向力作用。

2 工艺原因

1）轴承座孔的加工精度不够，同根轴两轴承座孔不同心。

处理方法：

采用加工精度较高的设备进行加工，保证两轴承孔的同心精度。在数控镗铣床或加工中心，两轴承孔一次切削完成。

2）轴承装配时用力不均。

如在冷装配过程中对轴承内圈施力不均，导致轴承内圈相对轴产生一定偏斜量，从而使轴承的外圈磨损加快。

处理方法：

轴承在装配时制作专用工装，使轴承装配过程中内圈或外圈均匀受压组装到位。防止装配过程中内、外圈受力不均。

3）轴承安装时未清洁干净，或润滑油不清洁 ，导致轴承滚道磨损，滚动体摩擦力增大，温度升高，最终损坏轴承。

处理方法：

轴承装配前清洗干净。激振器在使用过程中，按规定定期更换润滑油脂。首次换润滑油在设备使用150h之后，之后设备每运行1000h之后必须更换润滑油。

4）成组偏心块质量差别大或成组偏心块安装角度误差较大 ，引起振源中心颤动，造成轴承发热。

处理方法：

调整偏心块质量及角度，使其质量及角度对称一致。如果激振器两组的配重块夹角不同或质量不同，所产生的振动方向角和振动力就会不同，就会产生筛体扭振等现象，致使激振器受到异常载荷。

因此在制作偏心块时，应保证偏心块为同等材质、密度相同的材料。同时为保证偏心块质心一致，对偏心块的几何形状制作时也要严格要求。另外在安装或调整激振力时，要使同一根轴上的偏心块角度一致，平行轴上的偏心块角度对称。

3 使用及维护原因

1）因基础不平或弹簧座安装不正确 ，引起筛体的不正常运动，致使振动筛产生转动或扭曲，引起激振器轴承发热受损。

处理方法：

振动筛安装调整时，首先用水平仪测量基础是否水平。如果发现基础不平可以通过在基础上加垫板的方式进行调整，反复测量及调整直至基础水平为止。

2）振动筛重心误差大 ，引起筛体的不正常运动，致使激振器轴承发热受损。

处理方法：

激振器受到非正常载荷，致使轴承发热受损。因此只有在设计、制造、安装过程中严格控制产品制作安装精度。才能保证激振力重心位置不偏移。同时在振动筛使用时，要尽量做到入料均匀。

3）激振器的固定螺栓松动或未加防松弹簧垫圈 ，引起振源中心颤动，致使激振器轴承发热受损。

处理方法：

激振器连接时加弹性垫圈，激振器初次使用，运行2h和50h后要重新检查紧固激振器的安装螺栓，发现松动立即紧固。激振器螺栓螺母只能使用一次，紧固后拆下必须换新。

4）润滑油选择不当，填充过多或过少 ，导致激振器轴承发热受损。

处理方法：

润滑脂加注过多，造成发热，正常应加注润滑腔的2/3为宜,并一定使用排气螺栓排气。但缺少润滑脂或润滑脂老化、干枯同样会引起轴承的发热。一般在不漏油的情况下激振器0～100h加注一次润滑油，一次加注不超过1kg，要观察油的多少加注，并及时排出废油，以便轴承得到正常润滑。

激振器是振动筛激振动力的来源。提高设计和加工质量，正确使用和精心维护是保证激振器轴承良好运行的前提条件。欢迎留言沟通您遇到的问题。

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