電機軸承故障診斷與分析

序
前言

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

第二篇電機軸承故障診斷中的檢查與測量
第二章電機軸承故障分析常用指標參數(shù)的測量方法與限值15
第一節(jié)電機軸承溫度的測量與限值15
一、電機軸承溫度的測量16
二、電機軸承溫度的限值19
第二節(jié)電機軸承振動的測量與限值21
一、電機軸承振動的測量21
二、電機軸承振動測試的限值28
第三節(jié)電機軸承噪聲的測量與限值29
一、電機軸承噪聲的現(xiàn)場測量30
二、電機軸承噪聲現(xiàn)場判斷31
第四節(jié)電機軸承的其他運行狀態(tài)指征檢查32
一、軸承旋轉不順暢32
二、軸承室內(nèi)部滾動體轉動異常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
第三章電機軸承故障信息參數(shù)的應用34
第一節(jié)基于電機軸承設計參數(shù)的檢查與分析方法35
一、電機工作工況的檢查35
二、電機軸承系統(tǒng)設計的檢查37
三、電機軸承安裝工藝的檢查38
四、電機儲運、使用、維護狀態(tài)和工況的檢查40
五、電機軸承狀態(tài)檢查的順序與優(yōu)先級40
第二節(jié)基于運行狀態(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)測信號的時域分析42
三、基于狀態(tài)監(jiān)測信號的特征量分析44
第三節(jié)基于軸承形貌的分析方法（軸承失效分析技術）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、電機軸承故障診斷與分析的大數(shù)據(jù)實施思路47
三、基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析48
四、基于大數(shù)據(jù)的趨勢分析與預測性分析49
五、基于大數(shù)據(jù)的特征量分析49
六、基于知識圖譜的人工智能故障診斷與分析50第三篇電機軸承故障診斷與分析基本技術
第四章電機軸承應用技術53
第一節(jié)電機軸承應用技術在故障診斷中的作用53
第二節(jié)電機軸承選型檢查54
一、檢查電機軸承的選型55
二、電機軸承的承載能力校核64
三、檢查電機軸承游隙選擇69
第三節(jié)電機軸承布置檢查71
一、電機軸系統(tǒng)的基本要求以及軸承的相應布置方式72
二、電機軸承典型布置方式及其故障排查76
第四節(jié)軸承相關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)電機軸承的壽命校核檢查94
一、電機軸承基本疲勞壽命校核的目的和意義94
二、一般電機軸承基本疲勞壽命校核方法95
三、軸承壽命計算的調整96
四、負荷變動工況下的壽命計算99
第六節(jié)電機軸承的安裝、拆卸工藝檢查100
一、電機軸承安裝前的準備工作101
二、電機軸承的安裝方法104
三、電機軸承安裝后的檢查108
四、軸承的拆卸方法108
第七節(jié)電機軸承的潤滑檢查112
一、潤滑的基本知識112
二、電機軸承潤滑選擇的檢查115
三、電機軸承油路設計的檢查120
四、電機軸承潤滑工藝的檢查123
第八節(jié)電機軸承的維護、使用過程檢查126
一、電機軸承潤滑維護的檢查127
二、電機軸承密封件的檢查132
三、電機在維護中的對中檢查136
第五章電機軸承振動監(jiān)測與分析技術138
第一節(jié)振動監(jiān)測與分析概述138
一、振動的基本概念138
二、振動信號分析中的傅里葉變換140
三、頻譜分析方法141
第二節(jié)電機軸承振動現(xiàn)場分析步驟143
第三節(jié)電機軸承的固有振動144
一、負荷區(qū)滾動體交替帶來的振動144
二、滾動體與保持架碰撞引發(fā)的振動145
三、滾動體與滾道碰撞引發(fā)的振動146
四、軸承內(nèi)部加工偏差帶來的振動146
五、潤滑引起的振動147
六、軸承內(nèi)部部分固有振動的削弱方法147
第四節(jié)電機軸承振動的時域分析148
一、電機軸承振動時域分析的依據(jù)148
二、電機軸承進入失效期的振動時域表現(xiàn)149
三、單臺電機軸承時域分析與報警值的設定150
四、電機軸承振動時域分析基本方法151
第五節(jié)電機軸承振動的頻域分析153
一、電機軸承振動的頻域表現(xiàn)153
二、電機軸承故障診斷中振動頻域分析的實施方法（頻譜分析方法）154
三、電機軸承的缺陷振動頻率（缺陷特征頻譜）158
四、電機軸承相關故障的特征頻譜159
第六節(jié)電機軸承振動分析與其他分析方法的結合應用163
一、電機軸承振動分析的邊界與限制163
二、電機軸承振動分析與失效分析的關系164
三、電機軸承振動分析與其他分析的結合165
第六章電機軸承噪聲分析方法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)電機軸承噪聲中的固有噪聲171
一、電機軸承負荷區(qū)內(nèi)滾動體交替引發(fā)的噪聲171
二、電機軸承滾動體與保持架碰撞的噪聲172
三、電機軸承滾動體與滾道碰撞的噪聲174
四、軸承內(nèi)部加工偏差引發(fā)的相關噪聲175
五、潤滑引起的噪聲176
第三節(jié)電機軸承噪聲的現(xiàn)場檢查與診斷177
一、電機軸承噪聲的現(xiàn)場檢查177
二、電機軸承噪聲的診斷178
第四節(jié)電機軸承噪聲分析與其他方法的綜合運用183
一、電機軸承噪聲“聽診”方法的局限183
二、噪聲分析方法與其他方法的綜合運用183
第七章電機軸承的發(fā)熱分析185
第一節(jié)電機軸承溫度的正常分布185
一、電機軸承的發(fā)熱185
二、電機軸承內(nèi)部的溫度分布188
三、電機軸承系統(tǒng)的溫度分布189
第二節(jié)電機軸承發(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的電機軸承發(fā)熱診斷197
第三節(jié)電機軸承發(fā)熱分析與其他方法的綜合運用198
一、電機軸承發(fā)熱分析與振動分析198
二、電機軸承發(fā)熱分析與軸承應用技術199
三、電機軸承發(fā)熱分析與軸承失效分析199
第八章電機軸承失效分析技術200
第一節(jié)電機軸承失效分析概述200
一、電機軸承失效分析的概念200
二、電機軸承失效分析的基礎和依據(jù)（標準）201
三、電機軸承失效分析的限制202
第二節(jié)電機軸承的接觸軌跡分析203
一、軸承接觸軌跡（旋轉軌跡、負荷痕跡）的定義203
二、接觸軌跡分析的意義204
三、電機軸承的正常接觸軌跡204
四、電機軸承的非正常接觸軌跡207
五、接觸軌跡分析的工程應用209
第三節(jié)軸承失效類型及其機理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)電機軸承失效分析方法與應用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)電機軸承失效分析與其他方法的綜合運用248

第四篇電機軸承故障診斷與分析的實戰(zhàn)和應用
第九章電機軸承故障診斷的實戰(zhàn)方法綜合運用251
第一節(jié)電機軸承故障診斷與分析實戰(zhàn)中相關知識綜合運用方法251
第二節(jié)電機軸承故障診斷與分析的實際操作步驟254
一、電機試驗過程中的故障診斷與分析過程255
二、電機使用中的故障診斷與分析過程258
第十章電機軸承典型故障診斷與分析實戰(zhàn)263
第一節(jié)電機軸承負荷不當?shù)墓收显\斷與分析264
一、電機軸承負荷不當?shù)墓收蠙C理及表現(xiàn)264
二、軸承負荷不當故障的改進建議267
第二節(jié)電機軸承潤滑不良的故障診斷與分析269
一、電機軸承潤滑不良的故障機理及表現(xiàn)269
二、電機軸承潤滑不良的改進建議271
第三節(jié)電機軸承污染的故障診斷與分析271
一、電機軸承污染的故障機理及故障表現(xiàn)271
二、軸承污染的診斷與改進建議274
第四節(jié)電機軸承安裝不當?shù)墓收显\斷與分析275
一、電機軸承安裝不當?shù)墓收蠙C理及表現(xiàn)275
二、電機軸承安裝不當?shù)脑\斷分析與改進建議277
第五節(jié)電機軸承過電流的故障診斷與分析277
一、電機軸承過電流的機理及表現(xiàn)277
二、電機軸承過電流的處理和改進建議281
三、電機軸承電蝕解決方案建議283
第六節(jié)電機軸承運行時嘯叫聲的故障診斷與分析283
一、電機軸承嘯叫聲的故障機理及表現(xiàn)283
二、電機軸承嘯叫聲的改進建議285
第七節(jié)電機軸承跑圈問題的故障診斷與分析285
一、電機軸承跑圈問題的故障機理及表現(xiàn)285
二、電機軸承跑圈問題的故障改進建議286
第八節(jié)電機儲運過程不當造成軸承損傷的故障診斷與分析286
一、電機儲運損傷的故障機理及表現(xiàn)286
二、電機軸承儲運損傷的診斷與改進建議288
附錄289
附錄1電機軸承發(fā)熱分析與故障診斷樹289
附錄2電機軸承故障對照表（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）的極限轉速值316
附錄9單列圓錐滾子軸承（30000型）的極限轉速值316
附錄10單向推力球軸承（510000型）的極限轉速值317
附錄11單向推力圓柱滾子軸承（80000型）的極限轉速值317
附錄12單列角接觸軸承（70000C型、70000AC型、70000B型）的極限轉速值317
附錄13ISO公差等級尺寸規(guī)則317
附錄14深溝球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表318
附錄15帶防塵蓋的深溝球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表319
附錄16帶骨架密封圈的深溝球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表321
附錄17內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表322
附錄18外圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表323
附錄19單向推力球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表 329
附錄20推力圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表330
附錄21我國和國外主要軸承生產(chǎn)廠電機常用滾動軸承型號對比表（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）系列三相異步電動機現(xiàn)用和曾用軸承牌號332
附錄26Y2（IP54）系列三相異步電動機現(xiàn)用和曾用軸承牌號333
附錄27滾動軸承國家標準334
附錄28滾動軸承行業(yè)標準335
參考文獻336