电机轴承振动分析、故障诊断、失效分析都是什么？

     说到振动分析与轴承失效分析很多人都比较熟悉，也有很多人都在做所谓的故障诊断。

     这三个东西听起来都是针对某些问题找原因的过程，有振动监测的人说是通过振动分析做故障诊断；有看了坏轴承之后不用机器手段试图寻找问题的人也说在做故障诊断。

     那么，到底他们做的是什么？到底他们之间的关系是什么？是可以相互取代的么？什么时候用什么方式去解决问题呢？今天我们说说这个很多人都熟悉，很多人有模模糊糊的事儿。

     本篇文章比较学术，比较认真，比较晦涩，但是对工程师保持头脑清楚十分重要。

1机械故障诊断

     机械故障诊断是识别机器或者机组运行状态，并研究机器或者机组运行状态在诊断信息中的反应的科学。不难看出，故障诊断主要是研究机械状态，并将其状态异常与诊断进行对应的过程。

     在这个定义里，对机械设备的状态识别是这门学科研究的一个重要基础，没有设备状态的描述，无从谈起诊断。

     然而对于机械设备状态的识别包含很多信息和很多方法。对于电机轴承而言，包括轴承的振动、温度、噪音等很多内容。

2电机轴承故障诊断与电机轴承振动分析

     这样看来，电机轴承的振动监测和振动分析是描述电机轴承与运行状态的一个维度的指标。这个手段是对轴承运行状态的识别，同时通过对轴承运行状态的异常对应出可能存在的故障就是我们说电机轴承振动分析的一个重要概念。

     因此我们可以得出结论，电机轴承振动分析是电机轴承故障诊断的一个手段、侧面，或者说是一个方法。相类似的方法还有电机轴承的温度分析，电机轴承的噪音分析。甚至若干年前还有一些工程师通过电机电流的波动来研究电机的轴承问题。

3故障与失效

     机械设备的故障和失效是两个极为相似的概念。设备的故障是指设备在应达到的功能上丧失能力。失效是指设备上市了预定期限内的正常功能。一般而言故障是可以通过一定的手段恢复和排除的；而失效则是在一定时间内不可排除。

     比如，电机轴承故障，是可以通过一系列方法排除的。例如更换轴承等。

     但是对于轴承失效，通常是轴承已经损坏，并且无法进行恢复的。对于一些大型轴承有修复的可能性，但是修复之后其性能也会发生变化。

4轴承振动分析与轴承失效分析的关系1先后关系

     上面讲到了，轴承振动分析属于故障诊断的一个分支。而轴承故障分析和轴承失效分析存在一定差异。用一个简单的方法理解，当轴承在运行的时候，轴承状态的监测扮演着“故障诊断”的角色，此时使用的方法是轴承振动分析。此时轴承不一定坏了。但是轴承一旦损坏，我们说轴承失效了，那么打开轴承进行分析的过程就是轴承的失效分析。

     从时间先后顺序上说，轴承的故障诊断和轴承的失效分析有一个先后的顺序。应该是先进性轴承的振动分析，然后才能进行轴承的失效分析。

2定位与定责的关系

     熟悉轴承振动分析的工程师都知道，对轴承作出“外圈损伤”、“内圈损伤”、“滚动体损伤”之后，振动分析就不能进一步拿出结论来解释为什么轴承出现了这种损伤。

     换言之，对于一个已经损伤的轴承进行失效分析的时候，轴承的振动监测只能提示出“哪里”，起到一个定位的作用，但是不能界定责任。并且如果轴承失效比较严重，很多振动混杂一起，振动的频域分析也无法进一步确定到底是哪一个零部件出现了问题。

     这个时候，寻找轴承失效的原因就需要通过“失效分析”的手段进行分析判断，找出导致这种失效的可能原因，所以轴承失效分析是一个“定责”的过程。英文里我们称轴承失效分析为root cause failure analysis（RCFA）。

     相应的，当轴承还没有损坏，工程师不可能通过失效分析的方法判断轴承运行状态的好坏。因为这样做需要拆解设备，甚至拆解轴承。而很多轴承一旦拆解并无法复原。此时使用失效分析技术是不恰当的。

     日常工作中遇到很多工程师将上述概念混淆。更有很多人几乎号称“振动监测”无所不能。事实绝非如此。每一个学科都有自己的边界，都有自己的应用领域，相互承接相互配合是一个科学的态度。那么如何更加深入的理解这些概念并解决电机轴承应用过程中的实际问题呢？

以上文章转自王勇老师的“轴承问题终结者”公众号（bearing_zjz）。如果您想学习了解和掌握更多关于轴承振动分析、故障诊断、失效分析等方面的内容，欢迎参加由业内闻名的“电机轴承问题终结者”王勇老师主讲的电机轴承技术应用详解的培训，关于本次培训详细介绍如下：

1授课背景

电机轴承技术应用详解课程是针对电机的设计、制造、检测、使用，监测、维护等环节的工程技术人员制定的轴承技术应用培训课程。课程不仅适用于电机厂的技术人员，同样也适用于不同行业的电机使用单位的技术人员。

电机是工业生产生活中机电能量转换装置，随着电机及其控制技术的成熟，电机的应用更加广泛，同样电机在生产生活中的用量和范围也大幅度扩大。在电机的使用过程中，人们遇到了各种各样的问题，这些问题主要包括电气类问题和机械类问题。而电机的机械问题中，轴承问题占主要部分。如果仔细剖析这些轴承问题，就会发现其中极少部分是轴承本身的质量问题。据有关厂商统计，在机械失效中轴承自身质量问题只占不超过百分之五。而其余的百分之九十五都是电机轴承的应用问题。作为电机工程师，轴承的应用问题是不可避免需要面对和解决的重要课题。

轴承是机械的心脏，同时轴承作为标准件很多设计因素都已经成为标准选配。轴承的应用技术就是对已经设计完成的轴承实现正确的选择，校核计算，工艺使用，运行维护，运行监测，以及对轴承失效之后的分析。这其中尽量减少对所谓标准件的修改。因此这门学科研究的对象是轴承，研究的工况是电机，研究的范畴是应用。在现有的教育体系中，电机设计制造专业和轴承专业都将其重点放在自身的设计制造上。以电机专业为例，电机学，电机设计，电机控制等能都在专业课程中有所涉猎，然而电机的轴承问题仅仅在机械设计以及电机设计中稍有提及。电机专业毕业的学生在实际工作中会发现轴承问题频发，而回顾自己的专业教育，几乎没有这方面的知识。相应的，在轴承设计制造专业中，对轴承应用的涉猎也十分有限。因此在实际生产生活中经常会发现，电机工程师无所适从，而轴承工程师对电机不熟悉，并且对轴承本身的应用问题更多的从轴承理论和轴承设计角度思考。这样一来，经常会在电机厂出现很多电机的“见鬼问题”。这使电机轴承应用技术作为交叉学科，面临知识不系统、资料零散、技术知识缺乏理论支撑、理论知识缺乏实践印证的问题。
2课程简介

课程主要分几种模式：电机轴承应用技术系统课程：系统介绍电机轴承应用技术的系统体系。从电机技术工程师的视角出发，系统介绍电机轴承从选型开始一直到轴承失效各个环节的技术知识。其中会包含：轴承基本知识、电机轴承的轴系设计、电机轴承的校核计算、电机轴承的润滑技术、电机轴承的安装与拆卸、电机轴承的维护与状态监测、电机轴承的失效分析、电机轴承常见问题等方面的内容。课程相对系统，鉴于时间问题，每个问题的深入程度适可而止。电机轴承应用技术专题课程：由于电机轴承应用技术是电机轴承应用的系统性介绍，因此其全面性会更好，但是对于专注于某一个领域的工程师而言，可以根据这些话题选择性的深入了解。考虑到此目的，我们开发了电机轴承应用技术的专题课程。电机轴承应用技术结合电机实际，所有的课题都来自电机厂以及电机用户的实际问题。课程紧密结合电机设计技术和轴承技术。课程的讲述理论结合实际，所有的生产使用现状都会联系相应的理论，课程介绍的所有理论同时也具备实际生产的案例支持。是一门真正结合实际和理论的课程。避免了空谈理论或者经验主义的误导。
3授课老师

王勇，毕业于沈阳工业大学电机电器及设计专业。初从事电机设计研发工作后转入国际知名轴承企业从事电机行业工作。在近20年的职业生涯中，王老师曾经在国内所有的电机厂做过一些专题的技术讲座，日常主要工作就是面对电机的设计、生产制造以及应用工程师所遇到的问题。并担任该企业的应用工程师培训导师，独立承担针对客户和内部技术人员的电机轴承课程。早在十年前王老师意识到，国内并没有系统介绍电机轴承应用技术的资料，于是在《电机控制与应用》杂志发布了一个电机轴承应用技术专栏，每季度发表一篇文章，持续两年。后在西莫电机论坛以“电机轴承问题终结者”的网名发起两个帖子，成为名噪一时的热帖。其中讨论的内容被并入《滚动轴承使用常识》一书，成为联合作者。又经过10年的积累，王老师编著的《电机轴承应用技术》一书于2020年面世。2021年，王老师的新书《电机轴承故障诊断与分析》出版发售持续火爆，再次掀起学习电机轴承应用技术的的热潮。
4授课对象