【壓縮機網】利用滾動軸承振動信號分析故障診斷的方法可分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。簡易診斷的目的是為了初步判斷被列為診斷對象的滾動軸承是否出現了故障；精密診斷的目的是要判斷在簡易診斷中被認為出現了故障的軸承的故障類別及原因。下面介紹了5種常見的簡易診斷方法：

 

　　1. 振幅值診斷法

 

　　這里所說的振幅值指峰值Xp、均值X（對于簡諧振動為半個周期內的平均值，對于軸承沖擊振動為經絕對值處理后的平均值）以及均方根值（有效值）Xrms。這是一種z*簡單、z*常用的診斷法，它是通過將實測的振幅值與判定標準中給定的值進行比較來診斷的。

 

　　峰值反映的是某時刻振幅的z*大值，因而它適用于像表面點蝕損傷之類的具有瞬時沖擊的故障診斷。另外，對于轉速較低的情況（如300r/min以下），也常采用峰值進行診斷。

 

　　均值用于診斷的效果與峰值基本一樣，其優點是檢測值較峰值穩定，但一般用于轉速較高的情況（如300r/min以上）。

 

　　均方根值是對時間平均的，因而它適用于像磨損之類的振幅值隨時間緩慢變化的故障診斷。

 

　　2. 波形因數診斷法

 

　　波形因數定義為峰值與均值之比（Xp/X）。該值也是用于滾動軸承簡易診斷的有效指標之一。如圖1所示，當Xp/X值過大時，表明滾動軸承可能有點蝕；而Xp/X小時，則有可能發生了磨損。

 

圖1 滾動軸承沖擊振動的波形因數

 

　　3. 波峰因數診斷法

 

　　波峰因數定義為峰值與均方根值之比（XP/Xrms)。該值用于滾動軸承簡易診斷的優點在于它不受軸承尺寸、轉速及載荷的影響，也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化的影響。該值適用于點蝕類故障的診斷。通過對XP/Xrms值隨時間變化趨勢的監測，可以有效地對滾動軸承故障進行早期預報，并能反映故障的發展變化趨勢。當滾動軸承無故障時，XP/Xrms為一較小的穩定值；一旦軸承出現了損傷，則會產生沖擊信號，振動峰值明顯增大，但此時均方根值尚無明顯的增大，故XP/Xrms增大；當故障不斷擴展，峰值逐步達到極限值后，均方根值則開始增大，XP/Xrms逐步減小，直至恢復到無故障時的大小。

 

　　4. 概率密度診斷法

 

　　無故障滾動軸承振幅的概率密度曲線是典型的正態分布曲線；而一旦出現故障，則概率密度曲線可能出現偏斜或分散的現象，如

 

圖2 滾動軸承的損傷

 

　　5. 峭度系數診斷法

 

　　峭度（Kurtosis）β定義為歸一化的4階中心矩，即:

 

 

　　振幅滿足正態分布規律的無故障軸承，其峭度值約為3。隨著故障的出現和發展，峭度值具有與波峰因數類似的變化趨勢。此方法的優點在于與軸承的轉速、尺寸和載荷無關，主要適用于點蝕類故障的診斷。

 

　　圖3為一軸承疲勞試驗的結果。試驗中第74h軸承發生了疲勞破壞，峭度系數由3上升到6[圖(a)]，而此時峰值[圖(b)]和RMS值尚無明顯增大。故障進一步明顯惡化后，峰值、RMS值才有所反映。

 

　　圖中虛線表示在不同轉速（800～2700r/min）和不同載荷（0～11kN）下進行試驗時上述各值的變動范圍。很明顯，峭度系數的變化范圍z*小，約為士8%。軸承的工作條件對它的影響z*小，即可靠性及一致性較高。

 

　　有統計資料表明，使用峭度系數和RMS值共同來監測，滾動軸承振動情況，故障診斷成功率可達到96％以上。

 

圖3 軸承疲勞試驗過程