SPM冲击脉冲技术在滚动轴承故障诊断的应用
 冲击脉冲法(SPM,即Shock  Pulse Method),是由瑞典SPM 公司在上世纪70年代最先提出的一套系统监测方法,专门用于滚动轴承多种失效的诊断,尤其对疲劳失效、磨损失效、润滑不良等失效的诊断准确率相当高,是滚动轴承失效诊断的主要方法。

1、什么是冲击脉冲
    两个物体相互碰撞会产生一定能量的振动,这种振动不是呈连续状态而是以压力波的形式传递并呈脉冲状态,这种由于接触面上的物体发生碰撞而产生的振动为冲击脉冲
 
2、冲击脉冲与振动的区别
    冲击脉冲与振动不同,两者的区别可用一个金属球下落撞击金属板来描述,金属球落到金属板上瞬间产生的冲击信号即为一个冲击脉冲,从图中可以看出:
、振动是连续的(图2),且频率多为低频信号。
、冲击脉冲是持续时间很短(图2,很快衰减,频率较高,其能量可在广阔的频率范围内发散;冲击脉冲由于衰减很快,累积的能量很小。
 
3、冲击脉冲能量的大小取决于两方面:
 物体碰撞时的冲击速度
 物体表面状态。
 
4、冲击脉冲值与滚动轴承状态的关系
    我们知道,滚动轴承的滚动体与滚道表面并不是绝对光滑的,在轴承转动时,粗糙的表面使两者之间的润滑油产生波动,并对外滚道产生能量较小但频率较高的冲击;同时滚动体滚过某一缺陷位置时则会产生一个相对能量较大,但频率较低的冲击,这种冲击会随着滚动体或滚道表面产生的缺陷而明显增大。冲击脉冲法就是采用特殊的振动传感器将以上信号放大后加以采集,经过分析处理后确定滚动轴承的运行状态。 
 
5、使用冲击脉冲评判滚动轴承的三种状态
    滚动轴承状态与润滑良好的时候,运转中产生的冲击脉冲值都会很低;润滑不良而轴承没有损伤的时候,冲击脉冲值会普遍很高;润滑正常而滚动轴承发生损伤的时候,会出现周期性的峰值。以上三种状态使用冲击脉冲技术dBm/dBc方法检测时会相应表现出:良好状态两值均很低;润滑不良两值均升高;轴承损伤会出现dBm值升高。
 
6、滚动轴承的寿命及评定参数
1)、滚动轴承的寿命
滚动轴承的寿命是以同一批型号的轴承,在相同运转条件下90%的轴承不发生破坏前的转数(以106转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做额定寿命。而冲击脉冲对轴承寿命的定义为,一只完好的新轴承有一个初始冲击震动值,当冲击震动值达到初始冲击震动值的1000倍左右时,就认为该轴承已经达到使用寿命的终点。用分贝(dB
表示时,轴承寿命终点的冲击震动值为60 dB,即:20lg1000/1=20lg103=20*3=60 (dB)
2)、几个状态评定参数的含义:
dBsv:冲击脉冲值的绝对分贝,是用来衡量冲击脉冲能量强度的绝对值。
dBi 冲击脉冲值的背景分贝,即滚动轴承初始值。其数值大小取决于滚动轴承内径大小和转速的大小。
dBn 冲击脉冲值的标准分贝。用来评定滚动轴承工作状态的标准。dBn dBsv- dBi
dBm:最大分贝,它的定义是时间窗口中最强的脉冲,表示滚动轴承元件损坏的最大程度。
dBc 地毯分贝。其数值为每秒产生200个冲击脉冲信号的最高读数。表示滚动轴承的润滑状态。一个工作状态良好的滚动轴承,地毯值低于10 dBndBc总是小于dBm
dBmdBc读数是相对读数,不是绝对分贝dBsv,而是标准分贝dBn
HR:高频冲击值,其数值为每秒产生1000个冲击脉冲信号时的数值。相当于最小值,但不是最小值。
LR:低频冲击值,其数值为每秒产生40个冲击脉冲信号时的平均数值。相当于最大值,但不是最大值。

7、诊断案例
案例:长庆油田公司采气厂使用冲击脉冲LR/HR技术成功检测出一例新修设备滚动轴承损坏,避免了严重的设备运行事故。一台高压电机维修后使用SPM公司A30轴承故障分析仪监测发现冲击脉冲值超标,监控运行1个月后,发现数据急剧上升,数据见表。
并发现轴承温度超标,伴随润滑脂流出。拆解发现轴承故障。见图。
 
冲击脉冲技术已经成为滚动轴承检测领域的权威,至今已广泛应用于世界各地的工矿企业,为滚动轴承诊断提供了可靠、实际的检测手段。诸多国际知名设备厂商已经将SPM冲击脉冲技术广泛应用在自己的产品中,为用户的状态维修提供了最可信赖的帮手。
 
                                           西马力检测仪器供稿
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