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電機軸承振動分析、故障診斷、失效分析都是什么?

發(fā)布人:西莫電機論壇 時間:2022-07-15 來源:工程師 發(fā)布文章

    說到振動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。


     這三個東西聽起來都是針對某些問題找原因的過程,有振動監(jiān)測的人說是通過振動分析做故障診斷;有看了壞軸承之后不用機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?什么時候用什么方式去解決問題呢?

1機械故障診斷

     機械故障診斷是識別機器或者機組運行狀態(tài),并研究機器或者機組運行狀態(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械狀態(tài),并將其狀態(tài)異常與診斷進行對應(yīng)的過程。


     在這個定義里,對機械設(shè)備的狀態(tài)識別是這門學(xué)科研究的一個重要基礎(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。對于電機軸承而言,包括軸承的振動、溫度、噪音等很多內(nèi)容。

2電機軸承故障診斷與電機軸承振動分析

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


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


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3故障與失效

     機械設(shè)備的故障和失效是兩個極為相似的概念。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間內(nèi)不可排除。


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


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


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”、“滾動體損傷”之后,振動分析就不能進一步拿出結(jié)論來解釋為什么軸承出現(xiàn)了這種損傷。


     換言之,對于一個已經(jīng)損傷的軸承進行失效分析的時候,軸承的振動監(jiān)測只能提示出“哪里”,起到一個定位的作用,但是不能界定責(zé)任。并且如果軸承失效比較嚴(yán)重,很多振動混雜一起,振動的頻域分析也無法進一步確定到底是哪一個零部件出現(xiàn)了問題。


     這個時候,尋找軸承失效的原因就需要通過“失效分析”的手段進行分析判斷,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“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行狀態(tài)的好壞。因為這樣做需要拆解設(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“振動監(jiān)測”無所不能。事實絕非如此。每一個學(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軸承應(yīng)用過程中的實際問題呢?


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)于軸承振動分析、故障診斷、失效分析等方面的內(nèi)容,歡迎掃碼報名參加由業(yè)內(nèi)聞名的“電機軸承問題終結(jié)者”王勇老師主講的電機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

電機軸承故障診斷與分析課程是針對電機的設(shè)計、制造、檢測、使用,監(jiān)測、維護等環(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廠的技術(shù)人員,同樣也適用于不同行業(yè)的電機使用單位的技術(shù)人員。

電機是工業(yè)生產(chǎn)生活中機電能量轉(zhuǎn)換裝置,隨著電機及其控制技術(shù)的成熟,電機的應(yīng)用更加廣泛,同樣電機在生產(chǎn)生活中的用量和范圍也大幅度擴大。在電機的使用過程中,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械類問題。而電機的機械問題中,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,在機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軸承的應(yīng)用問題。作為電機工程師,對日常遇到的軸承故障進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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軸承是機械的心臟,同時軸承作為標(biāo)準(zhǔn)件很多設(shè)計因素都已經(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)計完成的軸承實現(xiàn)正確的選擇,校核計算,工藝使用,運行維護,運行監(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,研究的范疇是應(yīng)用。

在現(xiàn)有的教育體系中,電機設(shè)計制造專業(yè)和軸承專業(yè)都將其重點放在自身的設(shè)計制造上。以電機專業(yè)為例,電機學(xué),電機設(shè)計,電機控制等能都在專業(yè)課程中有所涉獵,然而電機的軸承問題僅僅在機械設(shè)計以及電機設(shè)計中稍有提及。電機專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生在實際工作中會發(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)計制造專業(yè)中,對軸承應(yīng)用的涉獵也十分有限。因此在實際生產(chǎn)生活中面對電機軸承故障相關(guān)的問題經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),電機工程師無所適從,而軸承工程師對電機不熟悉,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)計角度思考。這樣一來,經(jīng)常會在電機廠出現(xiàn)很多電機的“見鬼問題”。這使電機軸承應(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、理論知識缺乏實踐印證的問題。


2課程簡介

課程主要分幾種模式:

電機軸承故障診斷與分析課程:電機軸承故障診斷是一個從電機軸承故障表現(xiàn)和現(xiàn)象著手,從電機技術(shù)工程師的角度將某電機軸承表象進行量化,然后進行針對相應(yīng)的可能原因進行逐步排查的過程。這個過程中會用到軸承基本知識、電機軸承的軸系設(shè)計、電機軸承的校核計算、電機軸承的潤滑技術(shù)、電機軸承的安裝與拆卸、電機軸承的維護與狀態(tài)監(jiān)測、電機軸承的失效分析、電機軸承常見問題等方面的內(nèi)容。課程從電機軸承故障表現(xiàn)開始,將常見的現(xiàn)象進行闡述。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),進行進一步的探查和分析,從而建立從表象到原因的故障分析路徑,實現(xiàn)故障的定位和定責(zé),完成電機軸承故障診斷與分析的全過程。在整個的培訓(xùn)過程中,將涉及到的電機軸承技術(shù)進行連接和應(yīng)用,為廣大電機工程師提供完備的電機軸承故障診斷知識體系和方法流程。

電機軸承應(yīng)用技術(shù)結(jié)合電機實際,所有的課題都來自電機廠以及電機用戶的實際問題。課程緊密結(jié)合電機設(shè)計技術(shù)和軸承技術(shù)。課程的講述理論結(jié)合實際,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也具備實際生產(chǎn)的案例支持。是一門真正結(jié)合實際和理論的課程。避免了空談理論或者經(jīng)驗主義的誤導(dǎo)。


3授課老師

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王勇,畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)電機電器及設(shè)計專業(yè)。初從事電機設(shè)計研發(fā)工作后轉(zhuǎn)入國際知名軸承企業(yè)從事電機行業(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的設(shè)計、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,獨立承擔(dān)針對客戶和內(nèi)部技術(shù)人員的電機軸承課程。早在十年前王老師意識到,國內(nèi)并沒有系統(tǒng)介紹電機軸承應(yīng)用技術(shù)的資料,于是在《電機控制與應(yīng)用》雜志發(fā)布了一個電機軸承應(yīng)用技術(shù)專欄,每季度發(fā)表一篇文章,持續(xù)兩年。后在西莫電機論壇以“電機軸承問題終結(jié)者”的網(wǎng)名發(fā)起兩個帖子,成為名噪一時的熱帖。其中討論的內(nèi)容被并入《滾動軸承使用常識》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)電機軸承應(yīng)用技術(shù)的熱潮。
4授課對象



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


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)地了解電機軸承故障診斷與分析的方法、理論、實踐對應(yīng)的問題。同時對電機日常經(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)驗進行系統(tǒng)梳理,同時對經(jīng)驗結(jié)論找到理論支持。
6課程大綱




電機軸承技術(shù)應(yīng)用詳解課程內(nèi)容會根據(jù)學(xué)員實際工作領(lǐng)域,知識水平以及工作需求進行相應(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行深入討論或者作為重點進行延伸。每次課程講述教授部分之后都會有互動環(huán)節(jié),進行現(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、會議費或技術(shù)服務(wù)費)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)****類別可為會議費或技術(shù)服務(wù)費。

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電控培訓(xùn)的企業(yè),均可免費幫助在西莫電機論壇及公眾號上發(fā)布推送招聘信息,助力企業(yè)引進優(yōu)秀技術(shù)人才。5. 凡參加我單位組織電機電控培訓(xùn)的企業(yè),均可免費幫助在西莫電機論壇及公眾號上發(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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