标准号：T/WJDGC 0022-2024
标准名称：滚动轴承故障检测装置
团体名称：茂名市机电工程学会
发布日期：2024年12月14日
实施日期：2024年12月14日
3 术语和定义
3.1 故障（fault）
设备在工作过程中，因某种原因"丧失规定功能"或危害安全的现象。
3.2 滚动轴承（rollingbearing）
将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而显著减少摩擦损失。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
3.3 检测装置（testapparatus）
可作为科研或工业领域中进行实验研究时不可或缺的装置。它可以模拟真实环境，对实验对象进行各种参数的调控和测量，从而获得相关数据和信息。检测装置的研制和应用不仅可以促进科技进步，还能为工业生产提供技术保障和生产线改进的依据。
3.4 轴承故障（bearingfailure）
轴承在运行过程中出现的各种异常现象，这些故障会影响轴承的性能和使用寿命，对设备的运行工作造成一定的影响。
3.5 试验头（testhead）
试验或测量过程中的一种装置，通常与试验机或测量设备配合使用。它的具体结构和功能因应用领域的不同而有所差异，但一般都具有感知、测量和传输数据的能力。
3.6 传动系统(transmissionsystem)
将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置，是连接动力系统和执行系统的桥梁，通过一系列的传动部件将动力传递给执行系统，使机器或设备能够正常运行。
3.7 加载系统(loadingsystem)
由加载系统、控制器、液压缸、电液伺服阀、伺服放大器、力传感器和位置传感器等组成，这些部件共同协作，实现对物体或结构的精确加载控制。
3.8 润滑系统(lubricationsystem)
由润滑油通道、油泵、滤油器和一些阀门组成，通过向相对运动的零件表面输送一定量的清洁润滑油，实现液体摩擦，降低零件的摩擦阻力和磨损，同时清洁和冷却零件表面，对设备的正常运行和寿命延长起着至关重要的作用。
3.9 电气控制系统（electricalcontrolsystem）
由若干电气原件组合而成的系统，用于实现对某个或某些对象的控制，以保证被控设备安全、可靠地运行。它的主要功能包括自动控制、保护、监视和测量。
3.10 计算机监控系统（computermonitoringsystem）
称为计算机监测控制系统,包括数据采集与处理、监视功能和控制功能，是一个具有数据、监视、控制功能的计算机系统，具有实时性、可靠性、可维护性、管理功能、自动控制等特点。
4 性能及用途
4.1 使用内容
适用于滚动轴承故障检测。
4.2 装置构成
该检测机主要由传动系统、加载系统、润滑系统、电气控制系统、计算机监控系统等部分组成。
4.3 实现功能
a) 传动系统传递电动机的运动，使检测转动轴按一定转速旋转；
b) 加载系统提供检测所需的载荷；
c) 润滑系统使检测轴承在正常情况下充分润滑进行检测；
d) 电气控制系统提供动力和电气保护，控制电机和液压油缸等的动作；
e) 计算机记录检测温度和振动信息，监控机器的运行情况。
4.4 装置性能
a)自动稳压加载；
b)检测轴承外圈温度自动显示；
c)检测时间自动累计显示；疲劳剥落自动停机；
d)利用计算机控制系统将检测结果每隔一定时间将检测通过时间、振动、温度自动打印。
5 技术指标
滚动轴承检测装置主要的技术指标：
a)供电电源：三相电，380V，50Hz；
b)室内温度符合生产要求；
c)检测滚动轴承内径符合设备要求；
d)转速满足标准要求；
e)振动检测的频率范围包括：加速度、速度和位移，获取相应的峰值、有效值和峰-峰值的大小；
f)具有备份数据存储功能。
6 部件说明
6.1 试验头
试验头的结构主要由螺母、断轴套、隔离环、端负荷体、拆卸环、中负荷体、中衬套、检测轴和联结螺母组成。
6.2 试验头座
试验头座左侧为轴向加载油缸，右侧为径向加载油缸、且有传动小方轴通过，顶侧为温度计支架，四周接通润滑油路。
6.3 传动系统
电机与传动轴之间用多楔带传动，使用变频器调速，转速传感器在传动轴皮带轮旁。电机转速满足设备要求，若检测轴承扭矩较大，则应选择适当的皮带轮，以保证电机电流不大于额定电流。
6.4 加载系统
压力油由液压泵站提供。调压阀依靠砝码的重量调定该阀的二次压力油油压，二次压力油满足最高的允许压力。蓄能器能稳定压力，减少了泄漏产生的压力波动。
6.5 润滑系统
试验头润滑油循环用齿轮泵。压力由溢流阀控制。流量控制用分流阀及台面上截止阀。过滤用纸质滤油器，可以根据检测需要更换不同精度的滤芯。流经试验头的润滑油由试验头座底部的两个泄油口泄出。
6.6 滚动轴承
滚动轴承类型主要包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承。
7 故障的检测
7.1 故障类型
滚动轴承主要包括的单一故障类型为：轴承正常状态、轴承外圈磨损状态、轴承内圈磨损状态、轴承滚珠胶合状态和轴承滚珠磨损状态。常见的复合故障类型为：轴承外圈磨损与轴承内圈磨损状态，轴承外圈磨损与轴承滚珠胶合状态，轴承外圈磨损与轴承滚珠磨损状态，轴承内圈磨损与轴承滚珠胶合状态，轴承内圈磨损与轴承滚珠磨损状态，轴承滚珠胶合与轴承滚珠磨损状态。
7.2 检测
对于正常或各种故障的滚动轴承，可根据需求模拟以下几种情况的检测：
a)可在不受径向或轴向力的情况下进行正常的运转，实时监控其运行状态及轨迹，预测其未来的发展趋势及寿命等；
b)设置单一轴向受力模拟检测，通过受力大小进行砝码配重，获取其故障实时运行状态；
c)设置单一径向受力模拟检测，通过受力大小进行砝码配重，获取其故障实时运行状态；
d)设置径向和轴向同时受力的模拟测试检测，通过受力大小进行砝码配重，获取其故障实时运行状态。
8 装置诊断与监控
8.1 程序执行
通过单击诊断与监控系统界面上的按键，依次点击“开始”→“运行”→“诊断”→“确定”四个步骤，则可将诊断与监控的程序执行界面打开。
8.2 创建数据文件
在系统的界面上依次点击“文件”→“打开”，选取合适的文件夹，然后在“文件名”编辑框中输入数据文件名，按“OK”按钮确认,则可实现系统数据文件的创建。
8.3 参数设置
a)“运行时间”代表滚动轴承的检测运行时间；
b)“温度”代表滚动轴承运行时所对应的温度值；
c)“振动”代表滚动轴承在振动时各参数的数值；
d)“设置报警上限”可设置各个参数的上限报警值，当显示的参数值超过设置的报警上限值时，程序将自动控制检测机的停机；
e)“时间预置”可设置“运行时间”，当设备发生意外停机时，再次启动设备继续进行检测时，则可对运行时间进行累加；
f)“记录间隔”可设置设备或系统连续两次记录数据、事件或状态之间的间间隔。
8.4 历史数据
单击系统界面上的“历史数据”菜单项，在弹出的“历史记录”对话框中，选择“查看”列表框，则能够看到被试滚动轴承的历史记录数据。
9 操作与维护
9.1 试验头的安装
a)根据检测滚动轴承的径向载荷大小，选择合适的活塞；
b)将滚动轴承、轴颈和配轴承外圈的孔用清洁的煤油或汽油进行洗涤和涂油；
c)装上橡胶薄膜和端盖，试验头组装时注意轴向限位螺母不可伸出端面外；
d)连接好小方轴，装好联轴器,转动试验头，不能有卡住或死角现象;
e)安装转速传感器、温度传感器和振动传感器。
9.2 运行前的检查
a)检查试验头轴载和径载油缸两侧的手扳凸轮的凸部是否已转离顶块；
b)检查转速传感器、温度传感器和振动传感器是否安装稳定；
c)设置测振值的上限,温度值的上限；
d)检查电器设备、机械设备、液压系统、安全性能等是否正常。
9.3 装置启动
a)接通滚动轴承检测机的电源，启动工控机；
b)设置装置的电流上限、温度值上限；
c)启动润滑油泵，调整润滑油压力和油量的大小；
d)按“泵站开”按钮，液压泵站开始工作，若要轴向加载，按“轴向加载”按钮，电磁阀动作，负荷体即受轴向载荷。若要径向加载，按“径向加载”按钮，电磁阀动作，负荷体即受径向载荷；
e)启动装置的主轴；
f)调节装置显示器上的“频率”，使其转速达到规定的标准值大小；
g)根据压力表上的指示，添加恰当的砝码重量；
h)设定振动均方根值上限为显示均方根值的3-4倍。
9.4 装置停机
a)将装置上的砝码卸下；
b)将装置上的电磁阀关闭，使油缸卸荷；
c)将装置的径向和轴向加载截止阀关闭；
d)停止装置的主轴转动；
e)停止装置的润滑油泵转动；
f)关闭滚动轴承检测机的电源；
g)关闭工控机。
9.5 设备的维护
a)所处工作环境温度、湿度符合要求；
b)定期检查装置的轴承座,高压油泵和润滑油箱的油位；
c)定期检查装置的传动轴承有无异常情况，包括过热和异声等；
d)在装置停机状态,应将砝码卸下；
e)定期清理并检查装置的润滑油箱,轴承座润滑油；
f)确保周围无强烈振动、气流存在。
9.6 供电条件
为滚动轴承故障检测装置供电的电源应符合以下条件：
a)额定频率为50Hz，允许偏离额定值的范围为±2%；
b)额定电压交流220V或380V，允许偏离额定值的范围为±10%；
c)设备运行过程中确保供电可靠，则供电不间断；
d)装置供电系统需提供足够的保护和过载能力，以确保在电源异常或设备过载时，设备或系统能够正常运行或安全关闭。
10 注意事项
a)检测过程中放置位于试验头两侧的垫块时，需要注意安装方向，确保油路畅通；
b)装置在加载过程中，油缸的手扳凸轮的凸部要转离顶块位置；
c)装置的高压油路要确保完好；
d)装置在停机时，截止阀要关闭且高压油泵要卸荷并切断电源；
e)装置的传动系统在工作时，联轴节和皮带轮的安全罩要盖上，避免事故的发生；
f)注意油箱的油位，若发现少油需及时加油；
g)设备累计运行3个月，则润滑油必须更换一次；
h)在检测过程中，要注意安全措施，如佩戴防护眼镜、工作服等，以防止意外事故的发生；
i)要做好数据分析与记录，对检测数据进行详细的分析和记录，以便后续分析和总结。
起草单位：广东石油化工学院、茂名华检实验科技有限公司、广东省茂名市质量计量监督检测所、茂名沥青储运中心、茂名市利源电气工程有限公司、深圳市宏开水电安装服务有限公司、广东明慧建设有限公司、茂名职业技术学院
起草人：林水泉、唐炜东、王焮灏、黎家宝、林晓麟、吴海群、吴奇明、王广宁、吴杰、苏平、朱国霖、巫均平、梁晓梅、李政衡、杨克
