第3期（总第160期）
2010年6月
机械工程与白动化
MECHANICALENGINEERING&AUTOMATION
文童编号：1672-6413(2010)03-0108-03
基于时域参数趋势分析的滚动轴承故障诊断
万书亭，吴美玲
（华北电力大学机械工程系，河北保定071003)
摘要；滚动轴承是各种旋转机械中应用最广泛的部件，定期对滚动轴承进行监测和教障诊断具有重大意义。利用时域参数对早期故障的敏感性，结合趋势分析术，对流动轴承进行定期检测，得到其峭度、峰值因子、有效值意势曲线，根据趋势曲线反肤的各特征参数变化现律来观测轴承状态的变化楚劳成现实状况，并采用 LabVIEW图形化编程语盲实现了时域参数趋势曲线的直观显承，利用时城参数趋势分析来避行流动轴承的故障检测与诊断，简单实用，效果明显。
关键调：滚动承；时城参数；趋势分析；故障诊断
中图分类号：TH133.331TH165+.3
0
文献标识码：A
利用时域参数对滚动轴承早期故障进行监测和诊
断是轴承故障的简易诊断法，其目的是初步判断被列为诊断对象的滚动轴承是否出现了故障。文献[1对有效值、峰值、悄度和峰值因子的应用作了说明，指出时域分析方法比较简单，是简易诊断的好方法。文献[2指出对于零件表面的损伤类故障，用峰值判断比较有效；对磨损类故障，用均方根值比较有效；而峰值因子对两类故障都可以判断。文献3指出特征参数法的优点在于仅用少数指标来解释轴承的状态，分析简单方便。文献4指出当设备参数不全，无法计算特征频率，频谱分析方法不太适用的情况下，利用时域波形和度指标来初步判断设备是否存在故障是可行的。文献[5，6采用振动加速度的趋势图判断滚动轴承所处的工作状态，能及时发现故障隐患。
有资料统计表明，使用峭度系数和有效值共同来监测滚动轴承的振动情况，对滚动轴承故障判断的准确率达95%以上[。本文利用振动信号时域参数的趋势图对滚动轴承进行监测，既考患对阜期故障的敏感性，又兼顾其稳定性，经验证能有效地预报轴承的早期故障，并能反映故障的发展变化趋势。
1时域参数 1.1有效值
信号(x;)(i=1～N,N为采样点数)的振幅瞬时值随着时间不断变化，使用有效值可以表现这种振动变化大小，其表达式为：
收稿日期：2009-09-27；修回日期：2009-12-23
XgMs
No.3 Jun.
滚动轴承振动信号的有效值反映了振动的能量大小，当轴承产生异常后，其振动必然增大。有效值是对时间的平均，能对表面裂纹等具有无规则振动波形的异常做出恰当的评价。但是对于表面剥落或伤痕等具有瞬时冲击振动的异常不适用，对于这种形态的异
常，可用峰值进行判断。 1.2峰值和峰值图子
通常峰值是指报动波形的单峰最大值。早期轴承
表面损伤，非常容易由峰值的变化检测出来。在机械故障诊断中，为提高峰值指标的稳定性，在-个信号样本的总长中，找出绝对值最大的10个数，用这10个数的算术平均值作为峰值XpEAx。峰值因子C(Crest factor)为：
XrEAK C-
Xgas
正常轴承的振动信号的峰值因子大约为2.5~～
3.5，而损伤类轴承的峰值因子大于3.5。一般来说，高于3.5的峰值因子即预示着损伤。但在失效之前，有
时可记录到高达7的峰值因子。 1.3哨度
峭度K(Kurtosis)是概率密度分布尖程度的度量，是对轴承振动信号进行时域处理最常用的无量纲参数指标。定义如下：
作者简介：万书亭（1970-)，男，山西长治人，教授，博士，主要从事大型发电机状态监测与故障诊断技术研究。