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纸机导辊轴承振动诊断分析
申甲斌贺培芹
摘要介绍三个纸机导辊轴承振动诊断案例，总结利用噪声、振动值与包络值大小、振动频谱等分析方法，综合考虑各种因素，准确判断轴承故障的几点要领。
关键词导辊轴承状态监测振动诊断分析
纸机中的导辊，如毛布导辊、张紧辊等，对纸机网子、毛布起到引导或张紧的作用。如果导辊轴承出现严重故障，会给设备、网子或毛布造成损伤，甚至造成故障停机。因此，导辊轴承振动诊断分析很重要，下面介绍三个案例供参考。案例中使用SKFMicrologCMVA60数据采集频谱分析仪、SKFMachineAnalyst振动分析软件、SKFCMSS797L低频加速度传感器、SKFStethoscopeTMST2听诊仪。
案例1浆板2#导网胸辊轴承振动诊断分析
轴承型号：SKF22317E
工作转速：79r/min(1.32Hz)
润滑方式：脂润滑
浆板2#导网胸辊自2006年7月13日一直按正常采集周期跟踪监测，2006年11月29日分析数据时，发现其操作侧轴承振动值大幅上升（图1）。重点跟踪检测，发现其第二天振动值持续升高，垂直方向包络总值达到0.3138gE，超出SKF系统推荐的危险值0.1gE，其余各方向的包络值也很高。从振动趋势图上能够明显地看出轴承的振动加剧。再从振动瀑布图（图2）上看，原来一直很平滑的曲线上出现了许多异常频率峰值。此时的包络频谱中也有明显的轴承缺陷频率（图3）。诊断分析为，轴承损伤，建议拆检轴承。2006年12月12日车间计划停机，拆检该轴承，发现轴承内圈出现裂纹，外圈严重磨损。更换轴承后，2006年12月19日对其进行采集检测，振动值已大幅降低并恢复到初值。

案例2纸板17#毛布导辊轴承振动诊断分析
轴承型号：FAG22315EK
工作转速：443r/min(7.38Hz)
润滑方式：油润滑
2007年1月16日17#烘缸毛布导辊声音异常。2007年1月17日进行数据采集分析，发现导辊两侧振动值和包络值都很高，特别是驱动侧的轴承包络值特高，垂直方向14.11gE，水平方向15.76gE，轴向8.136gE，远远高出系统提供的参考危险值1.3gE。现场异常噪声很大，用听诊仪听得轴承座内发出如同火车滚轮经过导轨接口处发出的声音。时域图中，几乎每隔0.136s（即7.38Hz），有一次冲击（图4）。包络频谱中，产生了许多工频的倍频，其幅值虽在0.8gE范围内，但总值却很高，出现了随机的宽带高频“噪声振动”（图5）。诊断结果为轴承松动、损伤，建议拆检轴承并检查轴承与轴的配合情况。2007年1月31日车间计划停机，对该轴承进行了拆检，发现轴承内部游隙近3mm，保持架严重松动。轴承拆下后检查发现：轴有磨损；轴承内圈断裂，内表面有旋转摩擦痕迹，并有麻点；外圈承载区101°的碾磨，中间有挡圈与内表面滑动摩擦的痕迹；保持架松动，一处断裂；中间挡圈受到两侧保持架的挤压磨损。

案例3纸板19#毛布导辊轴承振动诊断分析
轴承型号：FAG22315EK
工作转速：429r/min(7.15Hz)
润滑方式：油润滑
2007年1月17日车间发现19#烘缸下毛布导辊声音异常。2007年1月18日采集数据分析发现：导辊两侧振动值和包络值都很高，且操作侧比驱动侧值高。操作侧垂直方向包络值3.544gE，速度振动值6.526mm/s；水平方向包络值5.839gE，速度振动值9.179mm/s，轴向包络值6.433gE，速度振动值10.55mm/s，高出系统提供的参考危险包络值1.3gE。在速度频谱中，有明显的轴承外圈缺陷频率（图6）。另在包络频谱中，也发现明显的轴承外圈缺陷频率，并在其周围有保持架缺陷频率的边频带（图7）。诊断结果为轴承损伤，建议拆检轴承2007年1月31日车间计划停机，对该轴承进行了拆检，发现轴承外圈的内侧360°剥落，内圈疲劳磨损，滚动体剥落，保持架与中间挡圈有摩擦磨损。

从上面的三个案例，可以总结出应用状态监测诊断技术进行诊断分析，准确判断故障原因的几点要领。
1．从声音上判断
当轴承在运行中由于润滑不足而使工作表面产生胶合，或由于疲劳磨损产生点蚀剥落，或当点蚀继续扩展产生裂纹或断裂的时候，都会产生声发射信号。声发射是一种动态发射，需要用声发射仪来接收。在实际中，通常用听诊仪来听轴承声音是否正常，听诊仪是通过高灵敏压电传感器，拾取设备中微弱的振动信号并放大到适当音量。而平时通过耳朵听到明显异常声音时，可能此时轴承已经损伤严重了。如案例2和案例3，通过听诊仪发现了导辊轴承声音的异常，进而采取了进一步精密检测诊断的必要。
2．从振动值、包络值来判断
振动值的大小能够很好地体现出振动的强弱程度。但是，高振动值并不一定就反映轴承有问题或者轴承损伤严重。而反过来，轴承损伤的严重程度一般情况下就会从振动值的大小上反映出