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滾動(dòng)軸承其他診斷方法

 滾動(dòng)軸承故障診斷的方法很多，除了前面介紹的對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析診斷外，以下再介紹幾種其他監(jiān)測(cè)診斷方法。
一、光纖維監(jiān)測(cè)診斷法
    精密軸承對(duì)軸的回轉(zhuǎn)精度要求極高，如果回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差過(guò)大系統(tǒng)就無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即認(rèn)為出現(xiàn)了故障，而此時(shí)振動(dòng)信號(hào)并不一定很強(qiáng)。由于振動(dòng)監(jiān)測(cè)法是在軸承座、軸承蓋或機(jī)器外殼表面拾取信號(hào)，這樣故障診斷的靈敏度就受到了限制。最好的方法是直接監(jiān)測(cè)回轉(zhuǎn)軸心位置的變化，但這樣做傳感器安裝難度很大，儀器也較復(fù)雜。
    有一種替代的方法是監(jiān)測(cè)軸承外圈上一點(diǎn)相對(duì)于軸承座的位移。即使是高精度軸承，在載荷作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸承外圈也會(huì)發(fā)生接近于簡(jiǎn)諧變化的彈性變形。對(duì)精度降低或有故障的軸承（如滾動(dòng)體尺寸不均勻、滾道精度喪失、表面粗糙度增大等），外圈上的徑向變形幅度將會(huì)進(jìn)一步增大，如能測(cè)得外圈表面的變形，就能夠?qū)S承狀態(tài)加以判斷。渦流傳感器和光纖傳感器都能夠測(cè)量這種變形，但后者徑向尺寸小很多，靈敏度較高。
1．光纖傳感器的原理
    光纖位移傳感器的構(gòu)造如圖1所示，它由多根光導(dǎo)纖維組成，可分為發(fā)送光纖束和接收光纖束兩種。兩束光纖在橫截面中的分布方式有多種，在圖1（a）中為隨機(jī)分布，圖1（b）中為相間分布，圖1（c）中則為圓環(huán)形分布。在這三種分布中，圓環(huán)形分布最常用，等間隔分布最靈敏，但制造最困難。
    光纖位移傳感器的安裝方式如圖2所示。

            

圖1  光纖傳感器的橫截面形式           圖2  光纖傳器的安裝方法

    光纖傳感器的基本原理如圖3（a）所示。光線由發(fā)射光纖束射出，在端口有一發(fā)散角形成發(fā)送光錐。光線從軸承表面反射回來(lái)，再由接收光纖束接收。它所能接收到的光線被限制在一個(gè)錐面內(nèi)，此錐面稱為反射光錐。被接收的光線被光電元件轉(zhuǎn)換為電壓輸出。間隙d改變時(shí)，發(fā)送光錐照射在軸承外圈表面上的面積隨之改變，接收光纖束所接收到的光線強(qiáng)度也隨之改變。光纖傳感器輸出電壓一間隙特性曲線如圖3 （b）所示。特性曲線開(kāi)始有一段較陡的線性區(qū)（靈敏度較高），這是因?yàn)楫?dāng)間隙d從零開(kāi)始增加時(shí)，發(fā)送光錐在軸承表面上照射面積迅速增大，接收光纖束所接收的光量不斷增大，直到達(dá)到峰值。此后，若間隙進(jìn)一步增大時(shí)，接收光纖束所接收的光量反而減少，它與間隙的平方成反比。在特性曲線的后段呈緩慢下降的趨勢(shì)，靈敏度較低、線性差。

圖3  光纖式位移傳感器的原理及特性曲線
         1—光送光纖束；2—接收光纖束；3—發(fā)送光維；4—反射光錐；5—軸承表面

采用光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行滾動(dòng)軸承故障診斷具有以下優(yōu)點(diǎn)。
    （1）光纖位移傳感器具有較高的靈敏度（可達(dá)50mV /μm），且外形細(xì)長(zhǎng)，便于安裝。
    （2）可以減少或消除振動(dòng)傳遞傳遞過(guò)程中噪聲的侵入和信號(hào)的衰減影響，從而提高信噪比。
    （3）可以直接反映滾動(dòng)軸承的制造質(zhì)量、工作表面磨損情況、載荷、潤(rùn)滑和間隙的情況，反映直觀明確。
2．故障診斷指標(biāo)
    采用光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行滾動(dòng)軸承故障診斷的指標(biāo)主要包括有效值、峰值有效值比、軸承速率比等。
    （1）有效值φx
    軸承由于其制造缺陷，如表面粗糙度、波紋度和圓度誤差等，會(huì)形成不規(guī)則的輪廓，運(yùn)行時(shí)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。這一振動(dòng)由光纖傳感器接收后，即可得圖4所示的φx脈動(dòng)波形。

圖4  均方根幅值的變化反映軸承制造質(zhì)量的不同

圖5  滾動(dòng)軸承的BSR值 

    圖4（a）為一個(gè)接近理想的高精度電動(dòng)機(jī)軸承形成的波形，其套圈的彈性變形接近簡(jiǎn)諧波形，其波數(shù)等于通過(guò)測(cè)點(diǎn)的鋼球數(shù)目；圖4 （b）為精度級(jí)最低的軸承形成的復(fù)雜波形，這種軸承不但表面粗糙度大，幾何形狀誤差大，而且鋼球直徑也有明顯不同。由此可見(jiàn)，可用光纖傳感器直接檢測(cè)在用軸承的質(zhì)量，這是一種簡(jiǎn)單而有效的測(cè)試方法。
    （2）峰值有效值比XP/φx）,
    對(duì)于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行的滾動(dòng)軸承，其工作表面會(huì)由于磨損而變得粗糙。雖然此時(shí)軸承表面粗糙狀況也可以用上述有效值指標(biāo)來(lái)表示，但是當(dāng)軸承零件上有局部的剝落、凹坑一類缺陷時(shí)，有效值就無(wú)法反映出來(lái)。這時(shí)通過(guò)峰值有效值比則可以明顯地反映出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)XP/φx＞1.5時(shí)，就認(rèn)為軸承零件上有局部缺陷產(chǎn)生。
    （3）軸承速率比BSR
    軸承速率比BSR定義為鋼球通過(guò)頻率與軸的回轉(zhuǎn)頻率之比，它取決于軸承的載荷和間隙的大小以及軸承的潤(rùn)滑狀況，圖5為BSR值與軸承載荷的關(guān)系。圖中的陰影部分是軸承正常工作時(shí)的BSR值，當(dāng)BSR值偏高時(shí)，則可能是載荷高、潤(rùn)滑不良或者軸承間隙過(guò)大；當(dāng)BSR值偏低時(shí)，則可能是載荷不足、潤(rùn)滑過(guò)多（例如潤(rùn)滑脂加注過(guò)多）或者軸承間隙過(guò)小。由此可見(jiàn)，BSR值是反映軸承運(yùn)行性能的直接指標(biāo)。
    由于載荷是由鋼球與滾道傳遞的，當(dāng)鋼球通過(guò)滾道上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，滾道將以鋼球的接觸點(diǎn)為中心產(chǎn)生彈性變形區(qū)，這樣，光纖傳感器就可以直接測(cè)量這一變形，從而確定鋼球的通過(guò)頻率。而軸的回轉(zhuǎn)頻率則可以利用另外安裝一套位傳感器作為時(shí)標(biāo)加以確定。
二、聲發(fā)射（AE）診斷
    振動(dòng)信號(hào)雖然能提供較多滾動(dòng)軸承的故障信息，但是由于滾動(dòng)軸承的信號(hào)比較復(fù)雜，故障信號(hào)與正常振動(dòng)信號(hào)混在一起，為了提取滾動(dòng)軸承的故障信息，不得不采用比較復(fù)雜的監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，信號(hào)處理技術(shù)要求較高，這在某種程度上使?jié)L動(dòng)軸承的故障診斷應(yīng)用受到了限制。
    另外，對(duì)于工作在低速及超低速的軸承（如起重機(jī)和微波天線轉(zhuǎn)盤的支承軸承），用傳統(tǒng)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)法（0～20kHz范圍內(nèi)）難于奏效，而采用聲發(fā)射技術(shù)（在100～300kHz范圍內(nèi)）往往可以收到良好的效果。另外，使用聲發(fā)射技術(shù)不但能監(jiān)視疲勞裂紋的擴(kuò)展情況，同時(shí)還能監(jiān)測(cè)滾動(dòng)表面間的摩擦狀況。
1．聲發(fā)射技術(shù)的原理
    固體材料在力的作用下，如果內(nèi)部存在缺陷的，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使塑性變形加大或形成裂紋并擴(kuò)展，這些都會(huì)釋放彈性波，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射（Acoustic Emission，簡(jiǎn)稱AE）。由此可見(jiàn)，聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生是塑性變形和裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展時(shí)釋放的彈性波所致。
    對(duì)于滾動(dòng)軸承的故障診斷，例如對(duì)軸承的疲勞斷裂，由于軸承經(jīng)常受到?jīng)_擊的交變載荷作用，會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并沿著最大切應(yīng)力方向向金屬內(nèi)部擴(kuò)展，當(dāng)擴(kuò)展到某一臨界尺寸時(shí)就會(huì)發(fā)生瞬時(shí)斷裂。這種故障經(jīng)常發(fā)生在滾動(dòng)軸承的外圈。而疲勞磨損是由于循環(huán)接觸壓應(yīng)力周期性地作用在摩擦表面上，使表面材料疲勞而產(chǎn)生微粒脫落的現(xiàn)象。這種故障的發(fā)生過(guò)程大致如下：在初期階段，金屬內(nèi)晶格發(fā)生彈性扭曲；當(dāng)晶格的彈性應(yīng)力達(dá)到臨界值后，開(kāi)始出現(xiàn)微觀裂紋；微觀裂紋再進(jìn)一步擴(kuò)展，就會(huì)在滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)麻點(diǎn)、剝落等疲勞損壞故障。這些故障的發(fā)生與發(fā)展，都伴隨著聲發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生。
    各種材料聲發(fā)射的頻率范圍很寬，從次聲波、聲波到超聲波，金屬材料聲發(fā)射頻率可達(dá)幾十到幾百兆赫。其信號(hào)的強(qiáng)度差異也很大，可以從幾微伏到幾百伏。圖6為聲發(fā)射傳感器在回轉(zhuǎn)環(huán)齒輪上的安裝示意圖，兩個(gè)聲發(fā)射接收器S1和S2安裝在回轉(zhuǎn)環(huán)直徑兩端的壁上，通過(guò)前置放大器連接到聲發(fā)射源定位系統(tǒng)上。用閾值電平法減少背景噪聲對(duì)測(cè)量的影響，當(dāng)聲發(fā)射信號(hào)超過(guò)閾值電平時(shí)才進(jìn)行計(jì)數(shù)，用聲發(fā)射事件計(jì)數(shù)頻率和聲發(fā)射累計(jì)脈沖數(shù)作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。還可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器的信號(hào)到達(dá)時(shí)間之差，以此計(jì)算出故障發(fā)生的部位。
2.聲發(fā)射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
    由于滾動(dòng)軸承的故障信息比較微弱，而背景噪聲又比較強(qiáng)，因此與振動(dòng)信號(hào)分析法比較，聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)診斷具有以下優(yōu)點(diǎn)。
    （1）特征頻率明顯

圖6  聲發(fā)射傳感器在回轉(zhuǎn)環(huán)上的安裝

    分別用振動(dòng)加速度計(jì)和聲發(fā)射傳感器在機(jī)器在同一部位進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)所得信號(hào)進(jìn)行頻譜分析比較發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)信號(hào)頻譜圖比較復(fù)雜，不易識(shí)別故障，而聲發(fā)射頻譜圖清晰明了，易于識(shí)別故障，如圖7所示。

圖7  聲發(fā)射頻譜圖與振動(dòng)信號(hào)頻譜圖

    （2）早期故障預(yù)報(bào)效果好
    在機(jī)器的載荷和工作轉(zhuǎn)速等條件完全相同的情況下，同時(shí)用聲發(fā)射和振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)軸承的工作狀態(tài)，由于軸承微裂紋擴(kuò)展需要經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)期、緩慢的過(guò)程，這個(gè)階段還不足以引起軸承明顯的振動(dòng)，而聲發(fā)射信號(hào)已經(jīng)比較明顯了，因而聲發(fā)射法能早期預(yù)報(bào)和診斷故障。
    由于聲發(fā)射診斷方法能有效地識(shí)別滾動(dòng)軸承的故障信息，近年來(lái)在生產(chǎn)中有了一定發(fā)展，但它的致命缺點(diǎn)是需要昂貴的專用設(shè)備和專業(yè)人員，因而，在生產(chǎn)應(yīng)用中受到了很大的限制。
三、軸承潤(rùn)滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷法
    當(dāng)軸承滾動(dòng)表面的潤(rùn)滑狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，例如從完全液體潤(rùn)滑到干摩擦?xí)r，金屬間直接接觸的時(shí)間所占比例上升，沖擊脈沖值也會(huì)上升，油膜電阻會(huì)下降。針對(duì)這種現(xiàn)象，實(shí)際工作中常用以下兩種監(jiān)測(cè)方法。
1．油膜厚度法
    美國(guó)SPM公司系統(tǒng)地研究了潤(rùn)滑狀態(tài)（油膜厚度）與沖擊脈沖值之間的關(guān)系，對(duì)21種滾動(dòng)軸承在40～25000r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，在5%～25%和500%的額定靜載荷下，用不同的潤(rùn)滑劑進(jìn)行了試驗(yàn)。計(jì)算的比油膜厚度△與測(cè)得的軸承零件間不發(fā)生電接觸時(shí)間的比率的關(guān)系如圖8所示。
計(jì)算的比油膜厚度定義為:

        △=hmin/σ0                                                                             （1-1）

式中hmin—最小油膜厚度；σ0 —滾動(dòng)表面間的組合粗糙度；

                                                                                  （1-2）

σ1，σ2—相應(yīng)表面的均方根粗糙度?！鞯睦碚撝悼捎上率接?jì)算；

                                                                            （1-3）
    式中    CB—取決于軸承類型的常數(shù)；u—軸承接觸點(diǎn)的線速度，in/s;  α—壓力-黏度系數(shù)，in2/1b；
            η—絕對(duì)黏度，lb?s/in2；    W—靜載荷，lb。
    從圖8中可以看出，在△<0.7時(shí)，基本上為干摩擦或半干摩擦，接觸時(shí)間接近100%；在△接近于1時(shí)，曲線變化很陡；當(dāng)△>3時(shí)，基本上不發(fā)生電接觸。
    對(duì)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，其油膜厚度測(cè)量是非常困難的。理論研究和試驗(yàn)表明，油膜厚度可以用沖擊脈沖值間接測(cè)量表示。圖9是試驗(yàn)測(cè)得的與干摩擦相比時(shí)，沖擊脈沖值的減少量△dB與不發(fā)生電接觸的時(shí)間比率間的關(guān)系圖。

圖8 △與不發(fā)生電接觸時(shí)間比率的關(guān)系       圖9 △dB與不發(fā)生電接觸的時(shí)間關(guān)系圖

    由圖8與圖9，通過(guò)簡(jiǎn)單的換算就可以得到△dB與油膜厚度的關(guān)系。一些儀器就是利用這一原理開(kāi)發(fā)的，在儀器上標(biāo)出的是反映實(shí)際潤(rùn)滑油膜厚度的讀數(shù)，稱為潤(rùn)滑數(shù)L UB .NO.（Lubrication number），單位為微英寸。實(shí)際應(yīng)用表明，LUB.NO.能很靈敏地反映實(shí)際潤(rùn)滑狀態(tài)。
    需要說(shuō)明的是，雖然這種方法是通過(guò)沖擊脈沖間接測(cè)量出的，但由于它是在沖去脈沖值的基礎(chǔ)上考慮了軸承類型，軸承接觸點(diǎn)的線速度u，潤(rùn)滑油的壓力一黏度系數(shù)α，潤(rùn)滑油的絕對(duì)黏度η和靜載荷W等參數(shù)的影響，因此與單純的沖擊脈沖法（SPM）又有所不同。實(shí)際測(cè)量中，測(cè)量油膜厚度所用的儀器也與測(cè)量沖擊脈沖的儀器有所不同，這種儀器是SPM公司在大量油膜測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上再結(jié)合其原有的沖擊脈沖計(jì)的技術(shù)開(kāi)發(fā)出的利用油膜厚度監(jiān)測(cè)滾動(dòng)軸承的新產(chǎn)品。以BAE-52為例，這是一種在沖擊脈沖法的基礎(chǔ)上，以軸承狀態(tài)及油膜厚度測(cè)試為內(nèi)容，對(duì)軸承的狀態(tài)進(jìn)行更精確分析的儀器。精密分析的手段對(duì)輸入的數(shù)據(jù)（例如軸承轉(zhuǎn)速及型式等參數(shù)）有了更多的要求。一般可以用NORM及TYPE兩個(gè)數(shù)據(jù)以求得分析的準(zhǔn)確。在輸出方面把軸承的狀態(tài)定量分為10級(jí)：0-7級(jí)為正常運(yùn)行狀態(tài)，8-9為故障狀態(tài)，從而為軸承的故障趨勢(shì)分析提供了條件。
    這種分析診斷方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠精確分析診斷出軸承的狀態(tài)，但缺點(diǎn)是操作使用比較復(fù)雜，需要輸入大量參數(shù)，因而在現(xiàn)場(chǎng)使用中有時(shí)會(huì)覺(jué)得不如原來(lái)的沖擊脈沖法方便。
2．油膜電阻診斷法
    滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果在滾道面和滾動(dòng)體之間能夠形成良好的油膜，則內(nèi)圈和外圈之間的電阻值很大，可達(dá)兆歐以上；當(dāng)潤(rùn)滑膜破壞時(shí)，則內(nèi)圈和外圈之間的電阻值可降至零歐附近。利用這一特性，便可對(duì)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)及與此有關(guān)的磨損、腐蝕之類的損傷進(jìn)行診斷，但不適用于點(diǎn)蝕類損傷的診斷。
    油膜電阻法的測(cè)量分析原理如圖10所示。在內(nèi)、外圈之間加1V左右的直流電壓，通過(guò)測(cè)量軸承處的電壓降來(lái)確定其阻值。
    以日本研制的軸承潤(rùn)滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀LUBTEC為例，這種儀器有R和V兩種測(cè)量方式，

圖10   油膜電阻法的測(cè)量分析原理

    用油膜形成度R和軸承上的電壓V兩個(gè)參數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)。當(dāng)油膜形成不完全時(shí)會(huì)發(fā)生金屬間接觸，以發(fā)生金屬間接觸的時(shí)間與不發(fā)生接觸的時(shí)間之比來(lái)表示油膜形成度（0~10）。如前所述，當(dāng)油膜形成良好時(shí)，不發(fā)生電接觸時(shí)間所占比例會(huì)比較高，此時(shí)滾動(dòng)表面阻抗會(huì)比較高；反之則比較低。
    使用V方式時(shí)，可以測(cè)量由于軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)誘發(fā)出來(lái)的電壓，此電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電腐蝕，縮短軸承壽命。
    可以用R和V的綜合評(píng)價(jià)圖來(lái)判定軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)（圖11），根據(jù)R和V的值分為良好、警戒和危險(xiǎn)三個(gè)區(qū)。

圖11 潤(rùn)滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀

這種軸承潤(rùn)滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀具有如下優(yōu)點(diǎn)：
    （1）可在運(yùn)轉(zhuǎn)中測(cè)定潤(rùn)滑狀態(tài)；
    （2）軸承的類型及尺寸大小對(duì)測(cè)定影響不大；
    （3）小型輕便。
    其缺點(diǎn)是：
    （1）不適用于轉(zhuǎn)速過(guò)低且在正常情況下也無(wú)法形成油膜的情況；
    （2）在軸承以外的地方有電氣短路時(shí)不能使用；
    （3）同一承載處有兩個(gè)以上軸承時(shí)不能做出最終具體判斷。
四、油液分析診斷
    滾動(dòng)軸承失效的主要方式是磨損、斷裂和腐蝕等，其原因主要是潤(rùn)滑不當(dāng)，因此對(duì)運(yùn)行時(shí)使用的潤(rùn)滑油進(jìn)行系統(tǒng)分析，即可了解軸承的潤(rùn)滑與磨損狀態(tài)，并對(duì)各種故障隱患進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，查明產(chǎn)生故障的原因和部位，及時(shí)采取措施防止惡性事故的發(fā)生。
    油液分析應(yīng)采用系統(tǒng)的方法，只采用單一手段往往會(huì)因其局限性而導(dǎo)致不全面的診斷結(jié)論，容易產(chǎn)生漏報(bào)或誤報(bào)。實(shí)踐證明，由以下五個(gè)方面，即理化分析、污染度測(cè)試、發(fā)射光譜分析、紅外光譜分析、鐵譜分析構(gòu)成的油液分析系統(tǒng)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷工作中可以發(fā)揮重要作用，其診斷結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際基本吻合，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
1．潤(rùn)滑油理化指標(biāo)的檢測(cè)
    良好的潤(rùn)滑條件可大大減緩設(shè)備的磨損，是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的可靠保證。設(shè)備首先應(yīng)做到正確選油，其次是連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)其質(zhì)量指標(biāo)的變化，三是當(dāng)潤(rùn)滑油劣變失效時(shí)應(yīng)及時(shí)予以更換，為此必須定期對(duì)設(shè)備用油進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)。潤(rùn)滑油常規(guī)的質(zhì)量指標(biāo)有黏度、閃點(diǎn)、氧化穩(wěn)定性、總酸值或總堿值、水分、腐蝕等，此外不同品種的油液有時(shí)還應(yīng)根據(jù)其具體用途增測(cè)其他項(xiàng)目，如泡沫穩(wěn)定性、抗乳化性、殘?zhí)?、灰分、密度等?br /> 2．污染度測(cè)試
    油液經(jīng)過(guò)使用后不可避免地會(huì)受到不同程度的污染。通常污染來(lái)自內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)方面，內(nèi)部有在摩擦熱作用下油液本身氧化產(chǎn)生的樹(shù)脂類不溶物、膠質(zhì)、高聚物、積炭等污染雜質(zhì)，外部污染有運(yùn)行摩擦副產(chǎn)生的固體金屬顆?；蛴捎谠O(shè)備的磨損產(chǎn)生的直接危害和外來(lái)灰塵等異物進(jìn)入。因此經(jīng)常監(jiān)測(cè)油液的污染程度，判斷污染產(chǎn)生的原因并加以解決，確保油液清潔是至關(guān)重要的。
    檢測(cè)油液污染程度的方法有定性、半定量和定量三種。具體選用何種方法主要由油液品種、工況條件、對(duì)清潔度要求的寬嚴(yán)程度而定，如對(duì)柴油機(jī)通常用斑點(diǎn)試驗(yàn)法即可滿足要求，而對(duì)液壓油和汽輪機(jī)油多數(shù)情況下選用顆粒計(jì)數(shù)儀或污染測(cè)試儀進(jìn)行更精確的測(cè)試。
3．發(fā)射光譜分析油液中金屬元素含量
    潤(rùn)滑油中經(jīng)常會(huì)有一些金屬元素，這些元素的來(lái)源有三種途徑：一是來(lái)自潤(rùn)滑油中的添加劑，如鈣、鋇、鋅、磷等；二是外界污染混入的雜質(zhì)帶進(jìn)來(lái)的，如硅、鋇、鈉等；三是磨損顆粒中的金屬成分，如銅、鉻、鉛、鐵等。
    設(shè)備在投入使用之前應(yīng)檢測(cè)新油中金屬元素的種類及含量，并做好記錄檔案。新油中的金屬元素主要來(lái)自于添加劑，含量是一定的；隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，油中金屬元素的種類和數(shù)量都會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，根據(jù)變化趨勢(shì)可以判斷設(shè)備產(chǎn)生磨損的部位和狀態(tài)。由此可見(jiàn)，定期測(cè)試潤(rùn)滑油中金屬元素的含量，掌握其變化趨勢(shì)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容之一。正因?yàn)槿绱?，利用發(fā)射光譜進(jìn)行工況監(jiān)測(cè)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最早和最廣泛的手段之一，已取得非常明顯的效果。
4．紅外光譜分析
    紅外光譜的出現(xiàn)使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)又增添了一個(gè)新的重要手段。眾所周知，潤(rùn)滑油性能的好壞主要取決于基礎(chǔ)油和各種添加劑的性質(zhì)。潤(rùn)滑油的劣化和失效主要是由于添加劑在摩擦熱的作用下發(fā)生了氧化、酸化、降解而相應(yīng)生成了氧化物、酸化物、硝化物、樹(shù)脂、積炭等有害物質(zhì)，導(dǎo)致基礎(chǔ)油和添加劑的化學(xué)成分及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。這些變化均屬化學(xué)變化，一般的理化分析是無(wú)法檢驗(yàn)的，而利用紅外光譜檢驗(yàn)是最直接、最有效也是最快捷的方法。紅外光譜的主要原理是不同的化合物的分子結(jié)構(gòu)不同，在紅外光譜上都會(huì)出現(xiàn)特定位置的吸收峰，通過(guò)典型峰位和峰面積的積分計(jì)算即可對(duì)油品的某些特性進(jìn)行定量的或半定量的分析。近年來(lái)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及在紅外光譜技術(shù)中的普遍應(yīng)用，大大減少了測(cè)試誤差。上述紅外光譜的突出優(yōu)勢(shì)，使其在狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用更加日益廣泛。
5．鐵譜分析
    鐵譜是近幾十年才產(chǎn)生和應(yīng)用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的一種油液分析方法。由于它可以直接觀察油液中顆粒的尺寸、幾何形態(tài)、顏色、數(shù)量及分布狀態(tài)等，所以它一問(wèn)世就受到了廣泛的關(guān)注。如果將鐵譜和發(fā)射光譜兩種手段結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，則對(duì)油液中金屬元素既可進(jìn)行定性分析又可進(jìn)行定量分析，既可分析小尺寸顆粒又可分析大尺寸顆粒，既可監(jiān)測(cè)設(shè)備正常磨損的變化趨勢(shì)，又可監(jiān)測(cè)異常磨損的狀態(tài)，使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷更趨完整和準(zhǔn)確。
    鐵譜分析在我國(guó)是應(yīng)用最多、最普遍的油液分析設(shè)備診斷方法之一，目前大多采用的是直讀式鐵譜儀和分析式鐵譜儀，近年來(lái)旋轉(zhuǎn)鐵譜儀和在線式鐵譜儀也受到越來(lái)越多的注意。
    關(guān)于鐵譜技術(shù)的原理與分析診斷應(yīng)用，參見(jiàn)相關(guān)資料。
五、溫度監(jiān)測(cè)診斷法
    滾動(dòng)軸承如果產(chǎn)生了某種損傷，其溫度就會(huì)發(fā)生變化，因此可通過(guò)監(jiān)測(cè)軸承溫度來(lái)診斷軸承故障。該方法應(yīng)用得很早，在當(dāng)時(shí)在沒(méi)有其他更好的監(jiān)測(cè)診斷手段的情況下，同時(shí)也是由于這種方法簡(jiǎn)便實(shí)用，確實(shí)在滾動(dòng)軸承的巡檢中起到了一定的作用。
    但這種方法的致命缺點(diǎn)是當(dāng)溫度有明顯的變化時(shí)，故障一般都達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，因此無(wú)法發(fā)現(xiàn)早期故障。同時(shí)對(duì)滾動(dòng)軸承的溫度測(cè)量雖然簡(jiǎn)單，誤差一般較大，因此這種方法目前已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)滾動(dòng)軸承的輔助監(jiān)測(cè)診斷手段。為了保護(hù)重要設(shè)備不致發(fā)生全面毀壞事故，目前對(duì)一些重點(diǎn)設(shè)備、大型設(shè)備，仍然在現(xiàn)場(chǎng)安裝軸承溫度顯示儀表，有時(shí)還將軸承溫度測(cè)量參數(shù)引入控制系統(tǒng)，增設(shè)報(bào)警功能和自動(dòng)停機(jī)保護(hù)功能。
六、間隙（游隙）監(jiān)測(cè)診斷法
    除圓錐滾子軸承外，滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈中，即使固定了其中的一個(gè)，但由于其內(nèi)部有間隙，未固定的軸承套圈仍可向一側(cè)移動(dòng)，該移動(dòng)量就是軸承間隙，又稱游隙。
    若軸承套圈或滾動(dòng)體磨損，則軸承間隙會(huì)增大，與原始間隙值相比較，即可知道磨損量。但是當(dāng)軸承在設(shè)備中安裝好后，特別是在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，要直接測(cè)定間隙十分困難，因此多采用間接測(cè)量法，即用軸的位置測(cè)定代替軸承間隙的直接測(cè)量，比如測(cè)量軸的振擺、軸端移動(dòng)量和軸心軌跡等。
    間隙測(cè)定法對(duì)軸承磨損、電蝕的診斷比較有效，但由于其測(cè)量不直接，影響因素較多，并且當(dāng)間隙較大時(shí)，軸承的故障一般都已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，也就是說(shuō)這種方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)早期故障，因此只能作為避免整臺(tái)機(jī)器故障擴(kuò)大化的方式，而不能提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)故障，故目前這種方法只在大型機(jī)器、低速機(jī)器和檢修周期很長(zhǎng)的設(shè)備中采用，而對(duì)小型、高速機(jī)器不太適宜。