滚动轴承故障诊断分析及典型案例
2020年2月19日
曹景芳
目录一、滚动轴承结构特点
二、滚动轴承故障模式
六、滚动轴承故障案例
四、滚动轴承故障特征频率
五、滚动轴承故障发展的九个阶段三、滚动轴承故障检测方法
一、滚动轴承结构特点
滚动轴承典型结构图
二、滚动轴承故障模式
滚动轴承故障模式
Ø内外圈故障
Ø滚动体故障
Ø保持架故障
Ø保持架松动
Ø内圈过度光洁
Ø轴承随轴旋转
Ø不对中或卡轴
Ø润滑不良滚动轴承故障原因
u轴承质量不良
u轴承选型不当
u检修工艺问题，如不正确的装配u润滑不良
u设备不正常运行
u设备运行振动过大
u正常磨损
听音法测温法油液检测法振动诊断分析法
超声检测法
滚动轴承一旦产生故障，可能会产生四种类型频率的振动，包括
(a)随机的超声频率；
(b)轴承零部件的自振频率；
(c)轴承故障特征频率；
(d)轴承故障和频及差频。
轴承故障特征频率
FTF－保持架故障特征频率BPFI－内圈故障特征频率BPFO－外圈故障特征频率BSF－滚动体故障特征频率
滚动轴承故障频率计算经验公式：u外环故障频率：
BPFOr≌0.4Nn
u内环故障频率： BPFIr≌0.6Nn
u保持架故障频率： FTFr≌0.4N
n=滚动体数目；
N=轴的转速。
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同；
2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍；
3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）；
4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带；
5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值；
6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
轴承故障特征频率特点：
7、轴承保持架故障频率通常不是以其基频出现；
8、当滚动体本身出现故障时，往往会产生不仅滚动体故障频率(BSF)，还有保持架故障频率(FTF)；
9、保持架断裂时，可能出现滚动体旋转故障频率；
10、一个以上滚动体有故障时，将产生等于有故障的滚动体数目×滚动体故障特征频率的频率。
11、轴承故障频率允许的振动幅值，不能给出绝对的答复。
第一阶段第二阶段
第三阶段第四阶段
第五阶段第六阶段
第七阶段
第八阶段
第九阶段，轴承报废，设备不能运转。
设备概述
电机： YKSL560-4 ， 功率KW：1500， 输入电压V：10000，
变频运行，工频1488
泵： 95LDTNB-5， 立式离心泵 扬程：318m， 轴承：7230BCBM（SKF）2副
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承高频频谱图主要振频率为电机转速频率的谐波频率高达30X转速频率，出现明显的配合松动
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承D图出现轴承外圈故障频率6.56X及其谐波频率
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
#8机A凝结水泵驱动端轴承DW图
DW冲击值高达80.39g，冲击严重
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
结论：#8机A凝结水泵驱动端轴承存在配合松动，轴承配合间隙异常，出现磨损。
建议措施：1、检查#8机A凝结水泵驱动端轴承配合间隙情况及轴承磨损情况。
2、润滑油质化验。
检修情况：更换轴承，检查发现轴 承游隙超标，轴承外圈出现磨损变色。
检测润滑油颗粒度超标，更换润滑油。
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
设备概述
沈阳鼓风机集团有限公司生产的ASS-2900/2100-1KQ型、单级轴流引风机，风机为动叶可调轴流风机，电机额定功率2500kW，风机转速990r/min，叶片的外径2900mm、叶轮轮毂的直径2100mm，单级轴流式风机，叶片数量24片。
轴承型号为：NU1010MA 23240CC/W33 29344E(SKF)
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-X 9.0021E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:VIA2001B-Y 7.3238E-02μm
\\tzxyrdpiserver\03:3UCURR15-30.394A
B 引风机轴振(X 向)
B 引风机轴振(Y 向)
#3炉引风机B 电流
2020/1/8 8:53:09.488
2019/12/18 8:53:09.488
21.00 天
Plot-0
1
2
3
4
5
6
7
00.857141.71432.57143.42864.28575.14296-50-7.142935.71478.571121.43164.29207.14250
2019/12/28 8:00:012.82272.4657214.65
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。
2020年1月7日，风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。
于8日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
时间
PI系统显示*表1测量**表2测
量1
**表2测
量2 mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm/s mm 水平垂直水平垂直水平垂直水平
#3炉A吸1月9日 6：23~6：26 1.25 1.31 1.4 1.10.09
#3炉B吸1月9日 6：20~6：22 4.98 4.27 1.8 1.50.011 #4炉A吸1月9日 6：28~6：300.40.240.540.450.90.60.013 #4炉B吸1月9日 6：31~6：330.660.430.480.280.80.70.013
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机轴承型号及故障特征频率
轴承型号保持架故障频率滚动体故障频率外圈故障频率内圈故障频率NU1040MA0.4490 4.8510.77613.22 23240CC/W330.4328 3.558.2210.776 29344E0.4577 3.7310.0711.93
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2020年2月5日、7日，
其峰值突然增大，在线
振动值增大至6.5mm/s，
现场噪声明显增大，
分析轴承劣化加速。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障风机解体发现的主要问题
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。
2、检查轴承箱，底部有金属屑。
3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。
4、振动测点信号线老化。
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障1、更换轴承箱3套轴承及轴承箱密封。
2、更换叶柄轴承1套。
3、更换润滑油。
4、更换振动测点信号线。
检修主要内容及更换的备品配件
吸风机运行良好，在线振动值叶轮侧水平值0.56mm/s，电机侧垂直值0.36mm/s
修后情况
谢谢。