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
。
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：
①、振动是连续的（图2），且频率多为低频信号。
②、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。
①、振动是连续的（图2），且频率多为低频信号。
②、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：
① 物体碰撞时的冲击速度
② 物体表面状态。
① 物体碰撞时的冲击速度
② 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。
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 dBn。dBc总是小于dBm。
dBm、dBc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。
（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 dBn。dBc总是小于dBm。
dBm、dBc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
2011年3月21日 00:00
ꄘ浏览量：0
