据估计，轴承故障约占电机所有故障的一半。故障的后果可能导致计划外停机、机器故障、设备损坏和财务损失。为了防止这种情况并确保性能始终如一，有效的轴承维护至关重要。但是，当一台机器可以包含数百个轴承时，如何管理呢？在这里，轴承供应商SMB轴承的董事总经理克里斯·约翰逊解释道。
在机器中发现的数百个轴承中，大多数轴承的寿命都超过了机器本身。事实上，只有极少数轴承在维修中发生故障。不幸的是，当他们这样做时，影响可能是巨大的。制定有效的状态监测策略有助于降低这种风险。
振动分析
振动监测和分析是测量轴承性能和实施预测性维护的最常用方法之一。机械发出振动信号，轴承本身内部件之间的运动和相互作用也是如此。这些信号中的任何更改如果不是由操作条件的更改引起的，则可能表示计算机运行状况存在问题。
通常，运动部件（如轴承）中的故障是信号变化的原因，这些变化可以使用加速度计和振动速度传感器等设备进行检测。这些有缺陷的信号可能是由几何缺陷、表面粗糙度、润滑不当或污染引起的。
振动监测是一种可接受且可靠的状态监测形式，ISO 10816等标准可用于振动评估。如果实施得当，它可以是检测轴承故障的一种非常有效的方法，但设置成本可能很高，并且需要直接访问机器以安装传感器。
它也可能不适用于低速机器或具有高噪声水平的环境，在这些环境中，有缺陷的信号可能较弱且难以检测。在涡轮机、发动机和变速器等应用中，情况就是如此。对于这些情况，其他方法可能更合适。
声发射
在噪声水平较高的环境中，与背景噪声和信号相比，由如此小的部件引起的低频振动变化通常几乎无法察觉。然而，这些缺陷在更高的频率范围（100kHz）中产生称为声发射（AE）的波。
这些瞬态弹性波是由材料或部件表面的缺陷引起的能量释放产生的。它们可能由故障或损坏的轴承产生，并由AE传感器拾取，而周围机械的干扰很小。虽然这可能更昂贵，并且信号需要专家分析，但这种方法可以提供高信噪比，并在一系列环境中用于监测轴承状况。
化学分析
轴承通常依靠油和油脂来润滑它们并确保其功能。暴露在高温下会降解润滑剂并产生化学副产品。一般磨损也会导致碎屑的产生。可以分析油和油脂，以检查存在的碎屑，并确定它是否是由磨损或轴承本身引起的，这可能表明更广泛的故障，并可用于监测状况。
对油和油脂进行化学分析是检测降解的一种简单而有效的方法，但这种方法最适合于带有润滑轴承的大型机器。
温度分析
电气和电子工程师协会标准IEEE 841规定，在额定载荷下，稳定的轴承温升不应超过45°C。 许多因素都会影响温度升高，包括轴承或润滑剂退化、运行速度或电机本身的温度。
监测这种温度升高的异常水平可以提醒工程师轴承内的故障，并允许进行调查。这种方法是传统且有效的，因为它允许对特定参数进行定量测量，但它确实需要安装嵌入式温度传感器。
定子电流监控
电流监测最常用于测量电机和电机中轴承的状况。电机中的轴承故障会导致磁通量密度发生变化，从而导致定子电流变化。可以测量这种变化以识别轴承故障，并且非常直接和非侵入性地实施。
所需的参数可以在机电操作中使用现有系统进行测量，这意味着通常不需要额外的传感器，并且实施成本更低。在某些情况下，可以从控制室远程进行。
测量定子电流还可以更广泛地了解机器的健康状况，而不仅仅是轴承的健康状况。主要限制是信噪比可能很低，在某些应用中有时更难检测到特征码。虽然研究已经确定了与单点故障相关的频率，但更普遍的问题（如粗糙度）并没有那么好的特征，但总的来说，这是电机和电机系统的有效方法。
红外热成像
测量红外辐射可以深入了解轴承性能。使用热成像设备或红外热像仪可以测量红外能量的释放，并突出显示温度变化的区域。润滑不当和其他影响速度或负载的故障会引起热量变化或过热，使用红外线可以直观地识别需要关注的区域，使工程师能够看到潜在故障的确切位置。
这种技术确实依赖于产生多余热量的缺陷，这意味着它并不总是足够灵敏，无法检测到早期问题或那些不足以产生红外辐射的问题，但在许多情况下，它确实可以快速分析轴承状况。
由于轴承是许多机器的关键部件，因此有效监测其状态应该是任何工业操作的首要任务。有许多技术可以实现这一目标，具体取决于工业操作，所用机械类型和可用设备。
监测轴承状况的最佳方法将取决于操作本身。实施合适的方法来测量轴承的健康状况，并在故障变得更加严重之前检测和识别故障，是确保轴承性能并防止故障、代价高昂的故障和计划外停机的宝贵方法。
