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電機(jī)軸承振動(dòng)分析、故障診斷、失效分析都是什么?

發(fā)布人:西莫電機(jī)論壇 時(shí)間:2022-07-15 來源:工程師 發(fā)布文章

    說到振動(dòng)分析與軸承失效分析很多人都比較熟悉,也有很多人都在做所謂的故障診斷。


     這三個(gè)東西聽起來都是針對某些問題找原因的過程,有振動(dòng)監(jiān)測的人說是通過振動(dòng)分析做故障診斷;有看了壞軸承之后不用機(jī)器手段試圖尋找問題的人也說在做故障診斷。


     那么,到底他們做的是什么?到底他們之間的關(guān)系是什么?是可以相互取代的么?什么時(shí)候用什么方式去解決問題呢?

1機(jī)械故障診斷

     機(jī)械故障診斷是識別機(jī)器或者機(jī)組運(yùn)行狀態(tài),并研究機(jī)器或者機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)在診斷信息中的反應(yīng)的科學(xué)。不難看出,故障診斷主要是研究機(jī)械狀態(tài),并將其狀態(tài)異常與診斷進(jìn)行對應(yīng)的過程。


     在這個(gè)定義里,對機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)識別是這門學(xué)科研究的一個(gè)重要基礎(chǔ),沒有設(shè)備狀態(tài)的描述,無從談起診斷。


     然而對于機(jī)械設(shè)備狀態(tài)的識別包含很多信息和很多方法。對于電機(jī)軸承而言,包括軸承的振動(dòng)、溫度、噪音等很多內(nèi)容。

2電機(jī)軸承故障診斷與電機(jī)軸承振動(dòng)分析

     這樣看來,電機(jī)軸承的振動(dòng)監(jiān)測和振動(dòng)分析是描述電機(jī)軸承與運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)維度的指標(biāo)。這個(gè)手段是對軸承運(yùn)行狀態(tài)的識別,同時(shí)通過對軸承運(yùn)行狀態(tài)的異常對應(yīng)出可能存在的故障就是我們說電機(jī)軸承振動(dòng)分析的一個(gè)重要概念。


     因此我們可以得出結(jié)論,電機(jī)軸承振動(dòng)分析是電機(jī)軸承故障診斷的一個(gè)手段、側(cè)面,或者說是一個(gè)方法。相類似的方法還有電機(jī)軸承的溫度分析,電機(jī)軸承的噪音分析。甚至若干年前還有一些工程師通過電機(jī)電流的波動(dòng)來研究電機(jī)的軸承問題。


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3故障與失效

     機(jī)械設(shè)備的故障和失效是兩個(gè)極為相似的概念。設(shè)備的故障是指設(shè)備在應(yīng)達(dá)到的功能上喪失能力。失效是指設(shè)備上市了預(yù)定期限內(nèi)的正常功能。一般而言故障是可以通過一定的手段恢復(fù)和排除的;而失效則是在一定時(shí)間內(nèi)不可排除。


     比如,電機(jī)軸承故障,是可以通過一系列方法排除的。例如更換軸承等。


     但是對于軸承失效,通常是軸承已經(jīng)損壞,并且無法進(jìn)行恢復(fù)的。對于一些大型軸承有修復(fù)的可能性,但是修復(fù)之后其性能也會發(fā)生變化。


4軸承振動(dòng)分析與軸承失效分析的關(guān)系1先后關(guān)系

     上面講到了,軸承振動(dòng)分析屬于故障診斷的一個(gè)分支。而軸承故障分析和軸承失效分析存在一定差異。用一個(gè)簡單的方法理解,當(dāng)軸承在運(yùn)行的時(shí)候,軸承狀態(tài)的監(jiān)測扮演著“故障診斷”的角色,此時(shí)使用的方法是軸承振動(dòng)分析。此時(shí)軸承不一定壞了。但是軸承一旦損壞,我們說軸承失效了,那么打開軸承進(jìn)行分析的過程就是軸承的失效分析。


     從時(shí)間先后順序上說,軸承的故障診斷和軸承的失效分析有一個(gè)先后的順序。應(yīng)該是先進(jìn)性軸承的振動(dòng)分析,然后才能進(jìn)行軸承的失效分析。


2定位與定責(zé)的關(guān)系

     熟悉軸承振動(dòng)分析的工程師都知道,對軸承作出“外圈損傷”、“內(nèi)圈損傷”、“滾動(dòng)體損傷”之后,振動(dòng)分析就不能進(jìn)一步拿出結(jié)論來解釋為什么軸承出現(xiàn)了這種損傷。


     換言之,對于一個(gè)已經(jīng)損傷的軸承進(jìn)行失效分析的時(shí)候,軸承的振動(dòng)監(jiān)測只能提示出“哪里”,起到一個(gè)定位的作用,但是不能界定責(zé)任。并且如果軸承失效比較嚴(yán)重,很多振動(dòng)混雜一起,振動(dòng)的頻域分析也無法進(jìn)一步確定到底是哪一個(gè)零部件出現(xiàn)了問題。


     這個(gè)時(shí)候,尋找軸承失效的原因就需要通過“失效分析”的手段進(jìn)行分析判斷,找出導(dǎo)致這種失效的可能原因,所以軸承失效分析是一個(gè)“定責(zé)”的過程。英文里我們稱軸承失效分析為root cause failure analysis(RCFA)。


     相應(yīng)的,當(dāng)軸承還沒有損壞,工程師不可能通過失效分析的方法判斷軸承運(yùn)行狀態(tài)的好壞。因?yàn)檫@樣做需要拆解設(shè)備,甚至拆解軸承。而很多軸承一旦拆解并無法復(fù)原。此時(shí)使用失效分析技術(shù)是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>


     日常工作中遇到很多工程師將上述概念混淆。更有很多人幾乎號稱“振動(dòng)監(jiān)測”無所不能。事實(shí)絕非如此。每一個(gè)學(xué)科都有自己的邊界,都有自己的應(yīng)用領(lǐng)域,相互承接相互配合是一個(gè)科學(xué)的態(tài)度。那么如何更加深入的理解這些概念并解決電機(jī)軸承應(yīng)用過程中的實(shí)際問題呢?


以上文章轉(zhuǎn)自王勇老師的“軸承問題終結(jié)者”公眾號(bearing_zjz)。如果您想學(xué)習(xí)了解和掌握更多關(guān)于軸承振動(dòng)分析、故障診斷、失效分析等方面的內(nèi)容,歡迎掃碼報(bào)名參加由業(yè)內(nèi)聞名的“電機(jī)軸承問題終結(jié)者”王勇老師主講的電機(jī)軸承故障診斷與分析研修班:

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關(guān)于本次培訓(xùn)詳細(xì)介紹如下:


1授課背景

電機(jī)軸承故障診斷與分析課程是針對電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、檢測、使用,監(jiān)測、維護(hù)等環(huán)節(jié)的工程技術(shù)人員制定的處理日常軸承故障診斷與分析問題的培訓(xùn)課程。課程不僅適用于電機(jī)廠的技術(shù)人員,同樣也適用于不同行業(yè)的電機(jī)使用單位的技術(shù)人員。

電機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)生活中機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置,隨著電機(jī)及其控制技術(shù)的成熟,電機(jī)的應(yīng)用更加廣泛,同樣電機(jī)在生產(chǎn)生活中的用量和范圍也大幅度擴(kuò)大。在電機(jī)的使用過程中,人們遇到了各種各樣的問題,這些問題主要包括電氣類問題和機(jī)械類問題。而電機(jī)的機(jī)械問題中,軸承問題占主要部分。如果仔細(xì)剖析這些軸承問題,就會發(fā)現(xiàn)其中極少部分是軸承本身的質(zhì)量問題。據(jù)有關(guān)廠商統(tǒng)計(jì),在機(jī)械失效中軸承自身質(zhì)量問題只占不超過百分之五。而其余的百分之九十五都是電機(jī)軸承的應(yīng)用問題。作為電機(jī)工程師,對日常遇到的軸承故障進(jìn)行診斷和分析是不可避免需要面對和解決的重要課題。

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軸承是機(jī)械的心臟,同時(shí)軸承作為標(biāo)準(zhǔn)件很多設(shè)計(jì)因素都已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)選配。軸承的應(yīng)用技術(shù)就是對已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的軸承實(shí)現(xiàn)正確的選擇,校核計(jì)算,工藝使用,運(yùn)行維護(hù),運(yùn)行監(jiān)測,以及對軸承失效之后的分析。這其中盡量減少對所謂標(biāo)準(zhǔn)件的修改。因此這門學(xué)科研究的對象是軸承,研究的工況是電機(jī),研究的范疇是應(yīng)用。

在現(xiàn)有的教育體系中,電機(jī)設(shè)計(jì)制造專業(yè)和軸承專業(yè)都將其重點(diǎn)放在自身的設(shè)計(jì)制造上。以電機(jī)專業(yè)為例,電機(jī)學(xué),電機(jī)設(shè)計(jì),電機(jī)控制等能都在專業(yè)課程中有所涉獵,然而電機(jī)的軸承問題僅僅在機(jī)械設(shè)計(jì)以及電機(jī)設(shè)計(jì)中稍有提及。電機(jī)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生在實(shí)際工作中會發(fā)現(xiàn)軸承問題頻發(fā),而回顧自己的專業(yè)教育,幾乎沒有這方面的知識。相應(yīng)的,在軸承設(shè)計(jì)制造專業(yè)中,對軸承應(yīng)用的涉獵也十分有限。因此在實(shí)際生產(chǎn)生活中面對電機(jī)軸承故障相關(guān)的問題經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),電機(jī)工程師無所適從,而軸承工程師對電機(jī)不熟悉,并且對軸承本身的應(yīng)用問題更多的從軸承理論和軸承設(shè)計(jì)角度思考。這樣一來,經(jīng)常會在電機(jī)廠出現(xiàn)很多電機(jī)的“見鬼問題”。這使電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)作為交叉學(xué)科,面臨知識不系統(tǒng)、資料零散、技術(shù)知識缺乏理論支撐、理論知識缺乏實(shí)踐印證的問題。


2課程簡介

課程主要分幾種模式:

電機(jī)軸承故障診斷與分析課程:電機(jī)軸承故障診斷是一個(gè)從電機(jī)軸承故障表現(xiàn)和現(xiàn)象著手,從電機(jī)技術(shù)工程師的角度將某電機(jī)軸承表象進(jìn)行量化,然后進(jìn)行針對相應(yīng)的可能原因進(jìn)行逐步排查的過程。這個(gè)過程中會用到軸承基本知識、電機(jī)軸承的軸系設(shè)計(jì)、電機(jī)軸承的校核計(jì)算、電機(jī)軸承的潤滑技術(shù)、電機(jī)軸承的安裝與拆卸、電機(jī)軸承的維護(hù)與狀態(tài)監(jiān)測、電機(jī)軸承的失效分析、電機(jī)軸承常見問題等方面的內(nèi)容。課程從電機(jī)軸承故障表現(xiàn)開始,將常見的現(xiàn)象進(jìn)行闡述。然后對相關(guān)現(xiàn)象的表象參數(shù)化,根據(jù)相應(yīng)的現(xiàn)象,參數(shù),進(jìn)行進(jìn)一步的探查和分析,從而建立從表象到原因的故障分析路徑,實(shí)現(xiàn)故障的定位和定責(zé),完成電機(jī)軸承故障診斷與分析的全過程。在整個(gè)的培訓(xùn)過程中,將涉及到的電機(jī)軸承技術(shù)進(jìn)行連接和應(yīng)用,為廣大電機(jī)工程師提供完備的電機(jī)軸承故障診斷知識體系和方法流程。

電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)結(jié)合電機(jī)實(shí)際,所有的課題都來自電機(jī)廠以及電機(jī)用戶的實(shí)際問題。課程緊密結(jié)合電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)和軸承技術(shù)。課程的講述理論結(jié)合實(shí)際,所有的生產(chǎn)使用現(xiàn)狀都會聯(lián)系相應(yīng)的理論,課程介紹的所有理論同時(shí)也具備實(shí)際生產(chǎn)的案例支持。是一門真正結(jié)合實(shí)際和理論的課程。避免了空談理論或者經(jīng)驗(yàn)主義的誤導(dǎo)。


3授課老師

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王勇,畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)電機(jī)電器及設(shè)計(jì)專業(yè)。初從事電機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)工作后轉(zhuǎn)入國際知名軸承企業(yè)從事電機(jī)行業(yè)工作。在近20年的職業(yè)生涯中,王老師曾經(jīng)在國內(nèi)所有的電機(jī)廠做過一些專題的技術(shù)講座,日常主要工作部分就是面對電機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造以及應(yīng)用工程師所遇到的問題。并擔(dān)任該企業(yè)的應(yīng)用工程師培訓(xùn)導(dǎo)師,獨(dú)立承擔(dān)針對客戶和內(nèi)部技術(shù)人員的電機(jī)軸承課程。早在十年前王老師意識到,國內(nèi)并沒有系統(tǒng)介紹電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)的資料,于是在《電機(jī)控制與應(yīng)用》雜志發(fā)布了一個(gè)電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)專欄,每季度發(fā)表一篇文章,持續(xù)兩年。后在西莫電機(jī)論壇以“電機(jī)軸承問題終結(jié)者”的網(wǎng)名發(fā)起兩個(gè)帖子,成為名噪一時(shí)的熱帖。其中討論的內(nèi)容被并入《滾動(dòng)軸承使用常識》一書,成為聯(lián)合作者。又經(jīng)過10年的積累,王老師編著的《電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)》一書于2020年面世。2021年,王老師的新書《電機(jī)軸承故障診斷與分析》出版發(fā)售持續(xù)火爆,再次掀起學(xué)習(xí)電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)的熱潮。
4授課對象



  1. 從事電機(jī)研發(fā)的工程師、工藝師、電機(jī)監(jiān)測檢驗(yàn)工程師、電機(jī)技術(shù)支持工程師、服務(wù)工程師等;
  2. 新入職的電機(jī)工程師,或者在校的大學(xué)生、研究生以及相關(guān)的研究人員;
  3. 非電機(jī)專業(yè)電機(jī)使用廠家的技術(shù)工程師,設(shè)備維護(hù)工程師等


5課程收獲




通過本課程的學(xué)習(xí),技術(shù)人員可以系統(tǒng)地了解電機(jī)軸承故障診斷與分析的方法、理論、實(shí)踐對應(yīng)的問題。同時(shí)對電機(jī)日常經(jīng)常遇到的軸承相關(guān)問題掌握相應(yīng)的研究分析方法。對于新工程師可以系統(tǒng)的掌握一門交叉學(xué)科;對于資深工程師可以將多年經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理,同時(shí)對經(jīng)驗(yàn)結(jié)論找到理論支持。
6課程大綱




電機(jī)軸承技術(shù)應(yīng)用詳解課程內(nèi)容會根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作領(lǐng)域,知識水平以及工作需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在課程過程中可能出現(xiàn)針對學(xué)員提出的普遍問題進(jìn)行深入討論或者作為重點(diǎn)進(jìn)行延伸。每次課程講述教授部分之后都會有互動(dòng)環(huán)節(jié),進(jìn)行現(xiàn)場答疑以及交流。

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7增值服務(wù)




1. 西莫會員報(bào)名享8折優(yōu)惠,全日制在校學(xué)生憑學(xué)生證享5折優(yōu)惠,培訓(xùn)后皆可領(lǐng)500積分用于論壇學(xué)習(xí)資料的下載。2. 往期西莫任何研修班學(xué)員參加本次培訓(xùn)享72折的優(yōu)惠。

以上優(yōu)惠均需提前付款方可參加,如要求開具增值稅專用****(****類別可為培訓(xùn)費(fèi)、會議費(fèi)或技術(shù)服務(wù)費(fèi))則不享受任何優(yōu)惠,優(yōu)惠付款提供開具的增值稅普通紙質(zhì)****類別可為會議費(fèi)或技術(shù)服務(wù)費(fèi)。

3. 參訓(xùn)學(xué)員可以針對課程相關(guān)問題在課程結(jié)束后也能得到老師的解答與指導(dǎo)(微信、郵件、電話);并建立培訓(xùn)后學(xué)習(xí)的專用微信群作為培訓(xùn)講授的補(bǔ)充,供學(xué)員間開展后續(xù)交流討論;對課堂上講授過的內(nèi)容可長期答疑,以幫助大家鞏固課后學(xué)習(xí)效果。4. 凡參加我單位組織電機(jī)電控培訓(xùn)的企業(yè),均可免費(fèi)幫助在西莫電機(jī)論壇及公眾號上發(fā)布推送招聘信息,助力企業(yè)引進(jìn)優(yōu)秀技術(shù)人才。5. 凡參加我單位組織電機(jī)電控培訓(xùn)的企業(yè),均可免費(fèi)幫助在西莫電機(jī)論壇及公眾號上發(fā)布產(chǎn)品信息推廣,助力企業(yè)宣傳產(chǎn)品品牌建設(shè)。


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