設(shè)備剛出現(xiàn)早期軸承缺陷時(shí),速度值和位移值可能仍在正常范圍內(nèi),但滾動(dòng)體每次經(jīng)過損傷位置都會(huì)產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間很短的沖擊。沖擊包含豐富的高頻成分,加速度傳感器對(duì)這類變化更敏感,因此加速度分析常被用于提前發(fā)現(xiàn)尚未發(fā)展成明顯振動(dòng)的故障。
第一類是滾動(dòng)軸承早期點(diǎn)蝕、剝落和潤(rùn)滑不良。第二類是齒輪嚙合沖擊、斷齒或局部磨損。第三類是機(jī)械碰摩、松動(dòng)產(chǎn)生的高頻撞擊。對(duì)于高速電機(jī)、小型泵、風(fēng)機(jī)軸承座等測(cè)點(diǎn),加速度波形、加速度頻譜和包絡(luò)譜通常能夠提供更早的異常信號(hào)。

圖1:便攜式振動(dòng)分析儀可連接加速度傳感器,在軸承座上采集高頻沖擊數(shù)據(jù)。
局部缺陷初期釋放的能量很小,尚不足以讓整臺(tái)設(shè)備的速度RMS明顯上升,卻會(huì)激發(fā)軸承座或傳感器安裝點(diǎn)附近的高頻共振。加速度分析保留了這部分高頻信息,再配合包絡(luò)解調(diào),可把周期性沖擊從復(fù)雜背景中提取出來(lái),并與軸承內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體等故障特征頻率進(jìn)行對(duì)照。
傳感器必須剛性安裝,磁座表面要清潔平整;采樣頻率和分析頻帶應(yīng)覆蓋目標(biāo)高頻范圍;同一設(shè)備的趨勢(shì)數(shù)據(jù)要保持測(cè)點(diǎn)、方向、轉(zhuǎn)速和負(fù)載一致;若現(xiàn)場(chǎng)存在變頻器電磁干擾或外部敲擊,還要結(jié)合時(shí)域波形排除非機(jī)械沖擊。

圖2:加速度、頻譜和沖擊脈沖功能聯(lián)合使用,可提高軸承早期故障識(shí)別可靠性。
加速度對(duì)高頻變化十分敏感,也容易把傳感器松動(dòng)、測(cè)點(diǎn)毛刺、線纜晃動(dòng)和偶發(fā)撞擊記錄下來(lái)。因此,發(fā)現(xiàn)異常后應(yīng)復(fù)測(cè)并觀察重復(fù)性,再結(jié)合包絡(luò)譜、溫度、噪聲和潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行判斷。對(duì)于大型低速結(jié)構(gòu)的整體晃動(dòng),位移或速度分析通常比單獨(dú)查看加速度更合適。
結(jié)論:加速度分析的核心優(yōu)勢(shì)是捕捉高頻沖擊,特別適合軸承和齒輪的早期故障檢測(cè)。它不是所有設(shè)備問題的唯一指標(biāo),而是與速度、位移和頻譜分析互相補(bǔ)充的診斷工具。