電機(jī)軸承故障診斷與分析

序
前言

第一篇電機(jī)軸承故障診斷與分析概述
第一章電機(jī)軸承故障診斷與分析技術(shù)體系3
第一節(jié)電機(jī)軸承故障診斷分析的基本概念與基本方法、步驟3
一、設(shè)備故障與故障診斷3
二、電機(jī)軸承故障診斷與分析4
三、電機(jī)軸承故障診斷與分析的基本步驟5
第二節(jié)電機(jī)軸承故障診斷分析相關(guān)技術(shù)6
一、故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測、分析7
二、電機(jī)軸承故障診斷與電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)7
三、電機(jī)軸承故障診斷與失效分析8
第三節(jié)電機(jī)軸承故障診斷與分析的目的和意義9
一、電機(jī)軸承故障診斷分析在電機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、目的和意義9
二、電機(jī)軸承故障診斷分析在設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用、目的和意義10

第二篇電機(jī)軸承故障診斷中的檢查與測量
第二章電機(jī)軸承故障分析常用指標(biāo)參數(shù)的測量方法與限值15
第一節(jié)電機(jī)軸承溫度的測量與限值15
一、電機(jī)軸承溫度的測量16
二、電機(jī)軸承溫度的限值19
第二節(jié)電機(jī)軸承振動(dòng)的測量與限值21
一、電機(jī)軸承振動(dòng)的測量21
二、電機(jī)軸承振動(dòng)測試的限值28
第三節(jié)電機(jī)軸承噪聲的測量與限值29
一、電機(jī)軸承噪聲的現(xiàn)場測量30
二、電機(jī)軸承噪聲現(xiàn)場判斷31
第四節(jié)電機(jī)軸承的其他運(yùn)行狀態(tài)指征檢查32
一、軸承旋轉(zhuǎn)不順暢32
二、軸承室內(nèi)部滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)異常32
三、密封件異常32
四、軸承外觀是否有損傷33
五、軸承潤滑脂是否正常33
六、軸承防銹油是否有異常33
第三章電機(jī)軸承故障信息參數(shù)的應(yīng)用34
第一節(jié)基于電機(jī)軸承設(shè)計(jì)參數(shù)的檢查與分析方法35
一、電機(jī)工作工況的檢查35
二、電機(jī)軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)的檢查37
三、電機(jī)軸承安裝工藝的檢查38
四、電機(jī)儲(chǔ)運(yùn)、使用、維護(hù)狀態(tài)和工況的檢查40
五、電機(jī)軸承狀態(tài)檢查的順序與優(yōu)先級(jí)40
第二節(jié)基于運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)的分析方法42
一、主要使用的狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)42
二、基于狀態(tài)監(jiān)測信號(hào)的時(shí)域分析42
三、基于狀態(tài)監(jiān)測信號(hào)的特征量分析44
第三節(jié)基于軸承形貌的分析方法（軸承失效分析技術(shù)）45
第四節(jié)基于大數(shù)據(jù)的軸承故障診斷分析方法45
一、基于大數(shù)據(jù)的軸承故障診斷基本思路和步驟45
二、電機(jī)軸承故障診斷與分析的大數(shù)據(jù)實(shí)施思路47
三、基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析48
四、基于大數(shù)據(jù)的趨勢分析與預(yù)測性分析49
五、基于大數(shù)據(jù)的特征量分析49
六、基于知識(shí)圖譜的人工智能故障診斷與分析50第三篇電機(jī)軸承故障診斷與分析基本技術(shù)
第四章電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)53
第一節(jié)電機(jī)軸承應(yīng)用技術(shù)在故障診斷中的作用53
第二節(jié)電機(jī)軸承選型檢查54
一、檢查電機(jī)軸承的選型55
二、電機(jī)軸承的承載能力校核64
三、檢查電機(jī)軸承游隙選擇69
第三節(jié)電機(jī)軸承布置檢查71
一、電機(jī)軸系統(tǒng)的基本要求以及軸承的相應(yīng)布置方式72
二、電機(jī)軸承典型布置方式及其故障排查76
第四節(jié)軸承相關(guān)零部件的公差配合檢查87
一、軸承與軸承室尺寸公差配合的
選擇89
二、幾何公差檢查方法92
第五節(jié)電機(jī)軸承的壽命校核檢查94
一、電機(jī)軸承基本疲勞壽命校核的目的和意義94
二、一般電機(jī)軸承基本疲勞壽命校核方法95
三、軸承壽命計(jì)算的調(diào)整96
四、負(fù)荷變動(dòng)工況下的壽命計(jì)算99
第六節(jié)電機(jī)軸承的安裝、拆卸工藝檢查100
一、電機(jī)軸承安裝前的準(zhǔn)備工作101
二、電機(jī)軸承的安裝方法104
三、電機(jī)軸承安裝后的檢查108
四、軸承的拆卸方法108
第七節(jié)電機(jī)軸承的潤滑檢查112
一、潤滑的基本知識(shí)112
二、電機(jī)軸承潤滑選擇的檢查115
三、電機(jī)軸承油路設(shè)計(jì)的檢查120
四、電機(jī)軸承潤滑工藝的檢查123
第八節(jié)電機(jī)軸承的維護(hù)、使用過程檢查126
一、電機(jī)軸承潤滑維護(hù)的檢查127
二、電機(jī)軸承密封件的檢查132
三、電機(jī)在維護(hù)中的對中檢查136
第五章電機(jī)軸承振動(dòng)監(jiān)測與分析技術(shù)138
第一節(jié)振動(dòng)監(jiān)測與分析概述138
一、振動(dòng)的基本概念138
二、振動(dòng)信號(hào)分析中的傅里葉變換140
三、頻譜分析方法141
第二節(jié)電機(jī)軸承振動(dòng)現(xiàn)場分析步驟143
第三節(jié)電機(jī)軸承的固有振動(dòng)144
一、負(fù)荷區(qū)滾動(dòng)體交替帶來的振動(dòng)144
二、滾動(dòng)體與保持架碰撞引發(fā)的振動(dòng)145
三、滾動(dòng)體與滾道碰撞引發(fā)的振動(dòng)146
四、軸承內(nèi)部加工偏差帶來的振動(dòng)146
五、潤滑引起的振動(dòng)147
六、軸承內(nèi)部部分固有振動(dòng)的削弱方法147
第四節(jié)電機(jī)軸承振動(dòng)的時(shí)域分析148
一、電機(jī)軸承振動(dòng)時(shí)域分析的依據(jù)148
二、電機(jī)軸承進(jìn)入失效期的振動(dòng)時(shí)域表現(xiàn)149
三、單臺(tái)電機(jī)軸承時(shí)域分析與報(bào)警值的設(shè)定150
四、電機(jī)軸承振動(dòng)時(shí)域分析基本方法151
第五節(jié)電機(jī)軸承振動(dòng)的頻域分析153
一、電機(jī)軸承振動(dòng)的頻域表現(xiàn)153
二、電機(jī)軸承故障診斷中振動(dòng)頻域分析的實(shí)施方法（頻譜分析方法）154
三、電機(jī)軸承的缺陷振動(dòng)頻率（缺陷特征頻譜）158
四、電機(jī)軸承相關(guān)故障的特征頻譜159
第六節(jié)電機(jī)軸承振動(dòng)分析與其他分析方法的結(jié)合應(yīng)用163
一、電機(jī)軸承振動(dòng)分析的邊界與限制163
二、電機(jī)軸承振動(dòng)分析與失效分析的關(guān)系164
三、電機(jī)軸承振動(dòng)分析與其他分析的結(jié)合165
第六章電機(jī)軸承噪聲分析方法166
第一節(jié)噪聲的基本概念167
一、噪聲的概念167
二、噪聲的特性168
第二節(jié)電機(jī)軸承噪聲中的固有噪聲171
一、電機(jī)軸承負(fù)荷區(qū)內(nèi)滾動(dòng)體交替引發(fā)的噪聲171
二、電機(jī)軸承滾動(dòng)體與保持架碰撞的噪聲172
三、電機(jī)軸承滾動(dòng)體與滾道碰撞的噪聲174
四、軸承內(nèi)部加工偏差引發(fā)的相關(guān)噪聲175
五、潤滑引起的噪聲176
第三節(jié)電機(jī)軸承噪聲的現(xiàn)場檢查與診斷177
一、電機(jī)軸承噪聲的現(xiàn)場檢查177
二、電機(jī)軸承噪聲的診斷178
第四節(jié)電機(jī)軸承噪聲分析與其他方法的綜合運(yùn)用183
一、電機(jī)軸承噪聲“聽診”方法的局限183
二、噪聲分析方法與其他方法的綜合運(yùn)用183
第七章電機(jī)軸承的發(fā)熱分析185
第一節(jié)電機(jī)軸承溫度的正常分布185
一、電機(jī)軸承的發(fā)熱185
二、電機(jī)軸承內(nèi)部的溫度分布188
三、電機(jī)軸承系統(tǒng)的溫度分布189
第二節(jié)電機(jī)軸承發(fā)熱問題的現(xiàn)場診斷191
一、根據(jù)溫度限值的判斷191
二、溫度分布分析與判斷193
三、發(fā)熱來源分析與判斷194
四、溫度變化趨勢分析與判斷195
五、基于紅外熱成像技術(shù)的電機(jī)軸承發(fā)熱診斷197
第三節(jié)電機(jī)軸承發(fā)熱分析與其他方法的綜合運(yùn)用198
一、電機(jī)軸承發(fā)熱分析與振動(dòng)分析198
二、電機(jī)軸承發(fā)熱分析與軸承應(yīng)用技術(shù)199
三、電機(jī)軸承發(fā)熱分析與軸承失效分析199
第八章電機(jī)軸承失效分析技術(shù)200
第一節(jié)電機(jī)軸承失效分析概述200
一、電機(jī)軸承失效分析的概念200
二、電機(jī)軸承失效分析的基礎(chǔ)和依據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)）201
三、電機(jī)軸承失效分析的限制202
第二節(jié)電機(jī)軸承的接觸軌跡分析203
一、軸承接觸軌跡（旋轉(zhuǎn)軌跡、負(fù)荷痕跡）的定義203
二、接觸軌跡分析的意義204
三、電機(jī)軸承的正常接觸軌跡204
四、電機(jī)軸承的非正常接觸軌跡207
五、接觸軌跡分析的工程應(yīng)用209
第三節(jié)軸承失效類型及其機(jī)理211
一、概述211
二、軸承失效類型之一——疲勞212
三、軸承失效類型之二——磨損216
四、軸承失效類型之三——腐蝕219
五、軸承失效類型之四——電蝕224
六、軸承失效類型之五——塑性變形226
七、軸承失效類型之六——斷裂和開裂228
第四節(jié)電機(jī)軸承失效分析方法與應(yīng)用229
一、現(xiàn)場信息采集與初步處理230
二、拆卸失效的軸承232
三、軸承本身的失效分析與診斷233
第五節(jié)電機(jī)軸承失效分析與其他方法的綜合運(yùn)用248

第四篇電機(jī)軸承故障診斷與分析的實(shí)戰(zhàn)和應(yīng)用
第九章電機(jī)軸承故障診斷的實(shí)戰(zhàn)方法綜合運(yùn)用251
第一節(jié)電機(jī)軸承故障診斷與分析實(shí)戰(zhàn)中相關(guān)知識(shí)綜合運(yùn)用方法251
第二節(jié)電機(jī)軸承故障診斷與分析的實(shí)際操作步驟254
一、電機(jī)試驗(yàn)過程中的故障診斷與分析過程255
二、電機(jī)使用中的故障診斷與分析過程258
第十章電機(jī)軸承典型故障診斷與分析實(shí)戰(zhàn)263
第一節(jié)電機(jī)軸承負(fù)荷不當(dāng)?shù)墓收显\斷與分析264
一、電機(jī)軸承負(fù)荷不當(dāng)?shù)墓收蠙C(jī)理及表現(xiàn)264
二、軸承負(fù)荷不當(dāng)故障的改進(jìn)建議267
第二節(jié)電機(jī)軸承潤滑不良的故障診斷與分析269
一、電機(jī)軸承潤滑不良的故障機(jī)理及表現(xiàn)269
二、電機(jī)軸承潤滑不良的改進(jìn)建議271
第三節(jié)電機(jī)軸承污染的故障診斷與分析271
一、電機(jī)軸承污染的故障機(jī)理及故障表現(xiàn)271
二、軸承污染的診斷與改進(jìn)建議274
第四節(jié)電機(jī)軸承安裝不當(dāng)?shù)墓收显\斷與分析275
一、電機(jī)軸承安裝不當(dāng)?shù)墓收蠙C(jī)理及表現(xiàn)275
二、電機(jī)軸承安裝不當(dāng)?shù)脑\斷分析與改進(jìn)建議277
第五節(jié)電機(jī)軸承過電流的故障診斷與分析277
一、電機(jī)軸承過電流的機(jī)理及表現(xiàn)277
二、電機(jī)軸承過電流的處理和改進(jìn)建議281
三、電機(jī)軸承電蝕解決方案建議283
第六節(jié)電機(jī)軸承運(yùn)行時(shí)嘯叫聲的故障診斷與分析283
一、電機(jī)軸承嘯叫聲的故障機(jī)理及表現(xiàn)283
二、電機(jī)軸承嘯叫聲的改進(jìn)建議285
第七節(jié)電機(jī)軸承跑圈問題的故障診斷與分析285
一、電機(jī)軸承跑圈問題的故障機(jī)理及表現(xiàn)285
二、電機(jī)軸承跑圈問題的故障改進(jìn)建議286
第八節(jié)電機(jī)儲(chǔ)運(yùn)過程不當(dāng)造成軸承損傷的故障診斷與分析286
一、電機(jī)儲(chǔ)運(yùn)損傷的故障機(jī)理及表現(xiàn)286
二、電機(jī)軸承儲(chǔ)運(yùn)損傷的診斷與改進(jìn)建議288
附錄289
附錄1電機(jī)軸承發(fā)熱分析與故障診斷樹289
附錄2電機(jī)軸承故障對照表（GB/T 24611—2009/ISO 15243：2004）313
附錄3深溝球軸承的徑向游隙（GB/T 46041—2012）314
附錄4圓柱滾子軸承的徑向游隙（GB/T 46041—2012） 314
附錄5開啟式深溝球軸承（60000型）的極限轉(zhuǎn)速值315
附錄6帶防塵蓋的深溝球軸承（60000－Z型和60000－2Z型）的極限轉(zhuǎn)速值315
附錄7帶密封圈的深溝球軸承（60000－RS型、2RS型、RZ型、2RZ型）的極限轉(zhuǎn)速值316
附錄8內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承（NU0000型、NJ0000型、NUP0000型、N0000型、NF0000型）的極限轉(zhuǎn)速值316
附錄9單列圓錐滾子軸承（30000型）的極限轉(zhuǎn)速值316
附錄10單向推力球軸承（510000型）的極限轉(zhuǎn)速值317
附錄11單向推力圓柱滾子軸承（80000型）的極限轉(zhuǎn)速值317
附錄12單列角接觸軸承（70000C型、70000AC型、70000B型）的極限轉(zhuǎn)速值317
附錄13ISO公差等級(jí)尺寸規(guī)則317
附錄14深溝球軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表318
附錄15帶防塵蓋的深溝球軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表319
附錄16帶骨架密封圈的深溝球軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表321
附錄17內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表322
附錄18外圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表323
附錄19單向推力球軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表 329
附錄20推力圓柱滾子軸承新老標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)及基本尺寸對比表330
附錄21我國和國外主要軸承生產(chǎn)廠電機(jī)常用滾動(dòng)軸承型號(hào)對比表（內(nèi)徑≥10mm）330
附錄22徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）內(nèi)環(huán)尺寸公差表331
附錄23徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）外環(huán)尺寸公差表332
附錄24徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）內(nèi)外圈厚度尺寸公差表332
附錄25Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)現(xiàn)用和曾用軸承牌號(hào)332
附錄26Y2（IP54）系列三相異步電動(dòng)機(jī)現(xiàn)用和曾用軸承牌號(hào)333
附錄27滾動(dòng)軸承國家標(biāo)準(zhǔn)334
附錄28滾動(dòng)軸承行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)335
參考文獻(xiàn)336