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本文简单和大家聊聊轴承振动信号分析诊断
轴承振动对轴承的损伤很敏感，例如剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承及振动测量中反映出来。所以，通过采用特殊的轴承振动测量器（频率分析器等）可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。 滚动轴承故障的检测诊断技术有很多种，如振动信号检测、润滑油液分析检测、温度检测、声发射检测等。在各种诊断方法中，基于振动信号的诊断技术应用最为广泛，该技术分为简易诊断法和精密诊断法两种。 ·简易诊断利用振动信号波形的各种参数，如幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等，以及各种解调技术对轴承进行初步判断以确认是否出现故障； ·精密诊断则利用各种现代信号处理方法判断在简易诊断中被认为是出现了故障的轴承的故障类别及原因。
2.1 简易诊断法 在利用振动对滚动轴承进行简易诊断的过程中，通常是要测得的振值（峰值、有效值等）与预先给定的某种判定标准进行比较，根据实测的振值是否超出了标准给出的界限来判断轴承是否出现了故障，以决定是否需要进一步进行精密诊断。 用于滚动轴承简易诊断的判断标准可大致分为三种：
（1）绝对判定标准：是用于判断实测振值是否超限的绝对量值；
（2）相对判定标准：是对轴承的同一部位定期进行振动检测，并按时间先后进行比较，以轴承的情况下的振值为标准，根据实测振值与该基准振值之比来进行诊断的标准；
（3）类比判定标准：是把若干同一型号的轴承在相同的条件下在同一部位进行振动检测，并将振值相互比较进行判断的标准。
绝对判定标准是在规定的检测方法的基础上制定的标准，因此必须注意其适用频率范围，并且必须按规定的方法进行振动检测。适用于所有轴承的绝对判定标准是不存在的，因此一般都是兼用绝对判定标准、相对判定标准和类比判定标准，这样才能获得准确、可靠的诊断结果。
简易诊断主要有以下几种方法：
（1）振幅值诊断法
这里所说的振幅值指峰值XP、均值X（对于简谐振动为半个周期内的平均值，对于轴承冲击振动为绝对值处理后的平均值）以及均方根值（有效值）Xrms。
这是一种常用的诊断法，它是通过将实测的振幅值与判定标准中给定的值进行比较来诊断的。
·峰值反映的是某时刻振幅的最大值，因而它适用于像表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断。
·均值用于诊断的效果与峰值基本一样，其优点是检测值较峰值稳定，但一般用于转速较高的情况（如300r/min以上）。
·均方根值是对时间平均的，因而它适用于像磨损之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断。
（2）概率密度诊断法
滚动轴承振幅的概率密度曲线是典型的正态分布曲线；而一旦出现故障，则概率密度曲线可能出现偏斜或分散的现象。
（3）峭度系数诊断法
振幅满足正态分布规律的轴承，其峭度值约为3。随着故障的出现和发展，峭度值具有与波峰因数类似的变化趋势。此方法的优点在于与轴承的转速、尺寸和载荷无关，主要适用于点蚀类故障的诊断。
（4）波形因数诊断法
波形因数定义为峰值与均值之比（XP/X）。该值也是用于滚动轴承简易诊断的有效指标之一。
（5）波峰因数诊断法
波峰因数定义为峰值与均方根值之比（XP/Xrms）。该值用于滚动轴承简易诊断的优点在于它不受轴承尺寸、转速及载荷的影响，也不受传感器、放大器等一、二次仪表灵敏度变化的影响。该值适用于点蚀类故障的诊断。通过对XP/Xrms值随时间变化趋势的监测，可以有效地对滚动轴承故障进行早期预报，并能反映故障的发展变化趋势。
·当滚动轴承时，XP/Xrms，为一较小的稳定值；
·当轴承出现了损伤时，则会产生冲击信号，振动峰值明显增大，但此时均方根值尚无明显的增大，故XP/Xrms增大；
·当故障不断扩展，峰值逐步达到极限值后，均方根值则开始增大，XP/Xrms逐步减小，直至恢复到时的大小。
2.2 精密诊断法
滚动轴承的振动频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分，而且每一种特定的故障都对应有特定的频率成分。精密诊断的任务，就是要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，从而指示特定故障的存在。常用的精密诊断有下面几种。
（1）低频信号分析法
低频信号是指频率低于8kHz的振动。一般测量滚动轴承振动时都采用加速度传感器，但对低频信号都分析振动速度。因此，加速度信号要经过电荷放大器后由积分器转换速度信号，然后再经过上限截止频率为8kHz的低通滤波器去除高频信号，最后对其进行频率成分分析，以找到信号的特征频率，进行诊断。
（2）中、高频信号解调分析法
中频信号的频率范围为8~20kHz，高频信号的频率范围为20~80kHz。由于对中、高频信号可直接分析加速度，传感器信号经过电荷放大器后，直接通过高通滤波器去除低频信号，然后对其进行解调，最后进行频率分析，以找出信号的特征频率。
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