摘　要：介紹三個紙機導輥軸承振動診斷案例，總結利用噪聲、振動值（zhí）與包絡值大小、振動頻譜等分析方法，綜合考慮各種因素，準確（què）判斷軸承故（gù）障的幾點要領。
　　關鍵詞：導輥軸承；狀態監測；振動；診斷分（fèn）析
　　紙機中的導輥，如（rú）毛布導輥、張緊輥等，對紙機網子、毛布起到引導（dǎo）或張（zhāng）緊的作用。如果導輥軸承出現嚴重故障，會給設備、網（wǎng）子（zǐ）或毛布造成損（sǔn）傷，甚至造成故障停機。因此，導輥軸承振動診斷分析很重要（yào），下麵介紹（shào）三個案例供參考。案例中使用SKF Microlog CMVA60數據采集頻譜分析儀、SKF Machine Analyst3.1.2振動分析軟件、SKF CMSS797L低頻加速度傳感（gǎn）器、SKF Stethoscope TMST2聽診儀。
　　案例1　漿板2#導網（wǎng）胸輥軸承振動診斷分析
　　軸承型號：SKF 22317E
　　工作轉速：79r/min（1.32Hz）
　　潤滑方式：脂潤滑
　　漿板2#導網胸輥自（zì）2006年7月13日一（yī）直按（àn）正常采集周（zhōu）期跟蹤（zōng）監測，2006年（nián）11月29日分析數據（jù）時，發現其（qí）操作側軸承振動值（zhí）大幅上（shàng）升（圖1）。重（chóng）點跟蹤檢測，發現其第二天振動值持續升高，垂直方向包（bāo）絡總值達到0.3138gE，超出SKF係統推薦的危險值0.1gE，其餘各方向的包絡值也很高。從振動趨勢圖上能（néng）夠明顯地看出（chū）軸承的振動加劇。再從振動瀑布圖（圖（tú）2）上看，原來一直很平滑的曲線上出現了許多異常（cháng）頻率峰值。此時的包絡（luò）頻（pín）譜中（zhōng）也有明顯的軸承缺陷頻率（lǜ）（圖3）。診斷分析為，軸承損傷（shāng），建議拆檢軸承。2006年12月12日車（chē）間（jiān）計劃停機，拆檢（jiǎn）該軸承，發現軸承內圈出現裂紋，外圈嚴重磨（mó）損。更換軸承後，2006年12月19日對其進行采集檢測，振動值已（yǐ）大幅降低並恢複（fù）到初值。 　　案例2　紙板17#毛布導輥軸（zhóu）承振動診斷（duàn）分析
　　軸承型號：FAG 22315EK
　　工作轉（zhuǎn）速：443r/min（7.38Hz）
　　潤滑方（fāng）式：油潤滑
　　2007年1月16日17#烘缸毛布導輥聲音異常。2007年1月17日進行數據（jù）采集分析，發現導輥兩側振動值和包絡值（zhí）都很高，特別是驅動側的軸承包絡值特高，垂直方向14.11gE，水平方向（xiàng）15.76gE，軸向8.136gE，遠遠高（gāo）出係統提供的參考危險值1.3gE。現場異常噪聲很大，用聽診儀聽得軸承座內發出如同火車滾（gǔn）輪（lún）經過導軌接口處發出的聲音（yīn）。時（shí）域圖中，幾乎每隔0.136s（即7.38Hz），有一次衝擊（圖（tú）4）。包絡頻譜（pǔ）中，產生（shēng）了許多工頻的倍頻（pín），其幅值雖在（zài）0.8gE範圍內（nèi），但總值卻（què）很（hěn）高，出現了隨機的寬帶高頻“噪聲振動”（圖5）。診斷結果為軸承鬆動、損傷，建（jiàn）議拆（chāi）檢軸承並檢查軸承（chéng）與軸的配合情況。2007年1月31日車間（jiān）計劃停機，對（duì）該軸承進行了拆檢，發現軸（zhóu）承內部遊隙近（jìn）3mm，保持架嚴重（chóng）鬆動。軸承拆下（xià）後檢查發現：軸有磨損（sǔn）；軸承內圈斷裂，內表麵有旋轉摩擦（cā）痕（hén）跡，並有麻點；外圈承載區101°的碾磨，中間（jiān）有擋圈與內表麵滑動摩擦的痕跡（jì）；保（bǎo）持架鬆動，一處斷裂；中間（jiān）擋（dǎng）圈受到兩側保持架的擠壓磨損。 　　案例3　紙板19#毛布導輥軸承振動診斷（duàn）分析
　　軸承型號：FAG 22315EK
　　工作轉速：429r/min（7.15Hz）
　　潤滑方式：油潤滑
　　2007年1月17日車間發現（xiàn）19#烘缸（gāng）下（xià）毛布導輥聲音異（yì）常。2007年1月18日采集數據分析發現：導輥兩側振動值和包絡值都很高，且操作側（cè）比驅動側（cè）值高。操作側（cè）垂直方向包絡（luò）值3.544gE，速度振（zhèn）動值6.526mm/s；水平方向包絡值5.839gE，速度振動值9.179mm/s，軸向包絡值6.433gE，速（sù）度振動值10.55mm/s，高出係統提供（gòng）的參考（kǎo）危險包絡值1.3gE。在速度頻（pín）譜中，有明顯（xiǎn）的軸承外圈缺陷頻率（lǜ）（圖6）。另在包絡頻譜中，也發現明顯的軸（zhóu）承外圈缺陷頻率，並在其周圍有（yǒu）保持架缺陷頻（pín）率的（de）邊頻帶（圖（tú）7）。診斷結果為軸承損傷，建議拆檢軸承2007年1月31日車間計劃停機，對該軸承（chéng）進行了（le）拆檢，發現軸承外圈的內側360°剝落，內圈疲勞磨損，滾動體剝落，保持架與中間擋圈（quān）有（yǒu）摩擦磨損。 　　從上麵的三個案（àn）例，可以總結（jié）出應用狀態監測診斷技術進行診斷分析，準確判斷故障原因的幾點要領。
　　1　從聲（shēng）音上判斷
　　當軸承在（zài）運行中由於潤滑不足而使工作表麵產生膠合，或由於疲勞磨損產生點蝕（shí）剝落，或當點蝕繼續擴展產生裂紋或斷裂的（de）時候，都會產生聲發射信號。聲發射是一種動態發射，需要用聲發射儀來接收。在實際中（zhōng），通常（cháng）用聽診儀來聽軸（zhóu）承聲音是否正常，聽診儀是通過高靈（líng）敏壓電傳感器，拾取設備中微弱的振動（dòng）信（xìn）號並放大到（dào）適當音量。而平時通過耳朵聽到明顯異常（cháng）聲（shēng）音時，可能此時軸承已經（jīng）損傷嚴重了。如案例2和案例3，通過聽診儀發現了導輥軸承聲音的異常，進而采取了進（jìn）一步精密檢測（cè）診斷的必要。
　　2　從振動值、包絡值來判斷
　　振動（dòng）值的大小能夠很好地體現出振動的強弱程度。但是，高（gāo）振動值並不（bú）一定就反映軸承有問題或者軸承損傷嚴重。而反過來，軸承損傷的嚴重程度（dù）一般情（qíng）況下就（jiù）會從振動值的大小上反（fǎn）映出來。加速度包絡（luò），是SKF為了檢測有缺陷的滾動（dòng）軸承而研究開發出來的，是測量頻率相對較高的某一頻段內的加速度總能量，它去除了（le）低頻部分的幹擾（rǎo），加（jiā）強了高頻部分的（de）小能量，能夠較早（zǎo）地檢測到滾動軸承問題。在軸承損傷開始時，加速度包絡就能（néng）檢測到，包絡值的大小能（néng）夠很好體現（xiàn）出磨損的程度。而隨著軸承磨損的發展，加速度（dù）包絡值會持續升高，速度振動值也會上升，這時速度傳感（gǎn）器就能夠檢測到軸承問（wèn）題，參見圖8典型軸承損傷模式。相（xiàng）對於電機、泵等中高速旋轉（zhuǎn）設備，導輥的轉速（sù）較低，負荷也不很高，即使軸（zhóu）承有輕微損傷，振動值和包（bāo）絡值也相對較（jiào）低。因此，比較振動值、包絡值大小要在同一台設備上連續采集分析的基礎上進行，或在同類別設備中相對比較。 　　3　從異（yì）常頻（pín）率來判斷
　　在這裏，從固有頻率和軸承缺陷頻率來分析。由於外力的激勵而引起的軸（zhóu）承某個（gè）元件自由振動的頻（pín）率，稱之為固有（yǒu）頻率。對各種軸承元件，其固有（yǒu）頻率有一（yī）確定範圍，大致在20~60kHz，往往將此段頻率作為診斷頻帶。但從軸承的經濟效（xiào）益考慮，考慮更（gèng）多（duō）的應是軸承的缺陷頻率。軸承（chéng）有（yǒu）缺陷時，滾（gǔn）動體滾（gǔn）過缺陷部分就會產生衝擊振動，在軸（zhóu）承轉速固定的情況下，這種振動具有固定的頻率，稱（chēng）之為缺陷特征頻率。不同（tóng）的軸承元件對應不同的缺陷特征頻率（lǜ）。在對軸承檢測的信號作頻譜分析後，就可以找出相（xiàng）應的缺陷特征頻率，從而確定軸（zhóu）承存在缺陷的部位，如案例1和案例3中，可以通過公式（shì）計算軸承缺陷（xiàn）頻率進一步確認軸承損傷的具體部位。
　　在（zài）SKF MA係統中（如軟件版本：SKF Machine Analyst 3.1.2），已有SKF、NSK、FAG、TORRNGTN等20個（gè）廠家的部分軸承型號，可從係（xì）統中直接調出軸承的缺陷特征頻率使用。而在造紙行業中，導輥軸承大（dà）部分是采（cǎi）用自調心滾子軸承。
　　通過公式計算的各種特征（zhēng）頻率都是從理論上推導出來的，而實際軸承的各種幾何尺寸會有誤（wù）差，加上軸承安裝後的變形，使實際的頻率與計（jì）算（suàn）所得的頻率會有某（mǒu）些出入（rù），所以在頻譜圖上（shàng）尋找各特（tè）征頻率時（shí），需要在計（jì）算的頻譜值的附近找其近似的值來作診斷分析。特（tè）別（bié）當軸（zhóu）承嚴重磨損後（hòu），滾動體和軸承內外圈的尺（chǐ）寸發生了變化，其軸承缺陷頻率也會隨之改變。當然，為（wéi）了更精確檢測到軸承缺陷，許多狀態檢測設備已對軸承缺陷頻率增加了修訂係數（shù）。但設備到Z後（hòu），原先離散的軸承缺陷頻（pín）率就開始“消失”，幾乎從振動頻譜或（huò）包絡頻譜中看不到，取而代（dài）之是隨機的寬帶高頻“噪聲振動（dòng）”。如案例2中，從頻譜中已經找不到軸（zhóu）承內圈故障的缺陷特征頻率。
　　4　充分利用各種頻譜（pǔ）圖、時域圖、趨勢圖、瀑布圖等，綜合全麵分析判斷
　　對於一直監（jiān）測跟蹤的設備來說（shuō），用振動的趨（qū）勢圖（tú）和瀑布圖來判斷軸承異常是很直觀的，如案例1中，漿板2#導網胸輥振動（dòng）的趨（qū）勢圖和瀑布圖，能夠很明顯地從中發現軸承異常信息但是對應急（jí）診（zhěn）斷，沒有（yǒu）了趨勢的跟蹤，隻是單獨從采集（jí）的頻譜圖和時域圖來分析判斷，不（bú）僅增加了診斷難度，而且．降低了準確度。因為一次性（xìng）采集的數據（jù）具有一定的局限性。特（tè）別（bié）當其他零件產（chǎn）生了幹擾噪聲，且其振動頻（pín）率又極其逼近時，就（jiù）會產生幹（gàn）擾作用，該幹擾信號（hào）妨礙（ài）了對被測軸承進行準確的分（fèn）析（xī）和判斷。這時（shí）就（jiù）要（yào）綜（zōng）合分析，從（cóng）軸承的初期安（ān）裝質量到近期軸承（chéng）的維護保養狀態，以及在運行過程中發（fā）現（xiàn）的異常情況等來綜合考慮全方位分析。如案例2紙板17#毛布導輥軸承振動診斷，就是應急診斷，單獨從頻（pín）譜圖中很難下軸承損傷的結論，需從噪聲（shēng）上判斷，在振動值、包絡值上分析，以及谘詢車間維護人（rén）員，從軸承的運行時間、潤滑（huá）方式、維護保養狀態、近期導輥毛（máo）布的運行情況（kuàng）等進行綜合考慮。另外如果方便的話，通過打開軸承座端蓋（gài）表麵對比檢查，更能提高（gāo）診斷分（fèn）析的正（zhèng）確率。
　　此外，在對紙機導輥軸承振動分析中，還可對軸係潤（rùn）滑油或脂做鐵譜分析，用紅（hóng）外線測溫儀檢測軸承溫度等等（děng），進一步提高（gāo）故障診斷（duàn）準確率。