Хотелось бы понять, как диагностировать по вибрации подшипник качения, у которого оба кольца вращаются. Я слышал на Ваших занятиях, что Вы разработали специальный метод диагностики подшипников между двумя вращающимися валами и применяете его для диагностики авиационных двигателей.
Но меня больше интересует диагностика подшипников в планетарном редукторе, есть у нас насколько таких редукторов с сателлитами на подшипниках качения. А как к ним подступиться - не знаю.

Главная особенность диагностики подшипников качения между двумя вращающимися валами – они не диагностируются по высокочастотной вибрации – ее негде измерять. Как показала практика, не удается поймать и вибрацию на частотах перекатывания тел качения по наружному или внутреннему кольцам, остается только одна значимая частота – частота вращения сепаратора.
Но как ее использовать? Мы пришли к выводу, что аналогично частоте вращения ремня (цепи) в соответствующей передаче. А это означает, что основные признаки дефектов - это модуляция вибрации на гармониках частоты вращения любого из валов частотой вращения другого вала и (или) частотой вращения сепаратора (сепаратор – аналог ремня). Одновременно при проблемах с подшипником в вибрации растут и высшие гармоники частоты вращения сепаратора, начиная с третьей и дальше. Весь этот набор основных и боковых гармоник можно обнаружить и в автоматическом режиме анализа спектров вибрации.
Но такой прием невозможно использовать для диагностики подшипников качения сателлитов планетарного редуктора – эти подшипники несут огромную радиальную нагрузку и изнашиваются другим образом. Мы обычно грешим на подшипники сателлитов, когда растет зубцовая вибрация планетарного редуктора. Если редуктор имеет более одной планетарной ступени, то используем еще один признак – рост вибрации на оборотке или второй гармонике частоты вращения промежуточных ступеней

Все, что я вынес из Ваших ответов на мои неквалифицированные вопросы - это то, что просто и надежно диагностировать подшипники качения не удастся. И еще - надо знать все данные подшипника, не только частоту вращения, иначе ничего хорошего, кроме контроля ударных импульсов непосредственно на подшипнике, использовать нельзя. А у меня горький опыт по ударным импульсам есть - пытались использовать и отечественный прибор (нам дали попробовать железнодорожники), и даже купили простейший прибор фирмы SPM. Измерять просто, а вот результат хорошим оказался только на вентиляторах кондиционеров. На насосах дефектных подшипников не видно, на редукторах - только половину, и то, если повезет. А есть еще и подшипники, до которых близко не добраться - либо защитный кожух снимать не дают, либо не дают останавливать машину перед диагностикой, чтобы протащить датчик к месту измерений.
Так как выходить из положения, если нет данных по подшипникам, неужели ни одного простого способа найти аварийный подшипник без полной на него информации нет?

Вибрационную диагностику подшипников качения можно проводить по всем трем видам вибрации - периодической, случайной и ударной, можно по любому из них.
Если нужно определить вид дефекта (по спектру собственно вибрации, по спектру огибающей случайной вибрации или по спектру огибающей ударной вибрации) - характеристики подшипника надо знать.
Если не надо - можно обойтись без характеристик подшипника, но желательно иметь информацию о частоте вращения подшипника, и в этом случае используется три основных принципа обнаружения дефектов
Первый - по ультразвуковым микроударам. Почему по ультразвуковым - вибрация другого происхождения обычно не мешает, появились ударные импульсы выше порога или их количество в единицу времени слишком велико - подшипник, на корпусе которого они измеряются - с дефектом. Проблемы - как подобраться к подшипнику, как оценить реальную величину дефекта и как убрать в точке контроля ударные импульсы от других узлов, прежде всего механических передач (муфта, шестерня и т.п.) и пульсаций в потоке (турбулентность, кавитация и т.п.)
Второй - по более сильным ударам на средних частотах (обычно от 2 до 10 кГц). Приема - три, либо статистический анализ выделенной части сигнала (рост четвертого момента распределения - эксцесса), либо использование кепстра среднечастотной части сигнала с порогом на любую его гармоническую составляющую, либо использование вейвлет разложения сигнала для отделения ударных компонент от стационарных и последующего сравнения их величины и/или количества с порогами
Проблемы - те же, как отделить дефект подшипника от ударов в других узлах, плюс необходимость локализации места (подшипникового узла), где он появился.
Третий - по случайной тряске всего агрегата, когда подшипник, чаще всего его сепаратор, разваливается Прием один - измеряется спектр низкочастотной вибрации, из него выбрасываются гармонические составляющие и определяется уровень случайной низкочастотной вибрации
Все проблемы сохраняются, но добавляется еще одна - необходимость быстрого реагирования на такой дефект, даже в том случае, когда подшипники спаренные и второй из пары продолжает нормально работать
Лучше всего использовать все методы обнаружения дефектов подшипников параллельно, что мы и стараемся делать (кроме кепстрального анализа) в диагностическом программном обеспечении, особенно для стационарных систем диагностики

Я не понимаю, как измерять количество ультразвуковых ударных импульсов при диагностике подшипника качения, в нашем приборе контроля состояния подшипника таких измерений нет. Подскажите, пожалуйста.

При диагностике подшипников качения для дефектов, сопровождающихся разрывами масляной пленки, необходимо контролировать величину регистрируемых по ультразвуковой вибрации ударных импульсов и их количество в единицу времени при фиксируемой (обычно с точностью до 10%)скорости вращения. Но если это дефекты поверхностей качения, желательно контролировать и длительность, и периодичность ударных импульсов.
Оптимальный способ контроля периодичности ударов - измерение спектра огибающей, мы этот способ, а следовательно и эту характеристику ударов в простейших приборах не используем.
Как учесть и количество ударов в единицу времени, и их длительность? - проще всего интегрально, измеряя СКЗ (среднеквадратичное значение) ультразвуковой вибрации в широкой полосе частот. Именно это и делают простейшие приборы контроля ультразвуковых ударных импульсов - параллельно измеряя ПИКовое значение вибрации и СКЗ.
А дальше разные специалисты поступают по разному.
Одни их двух параметров делают один - определяют пикфактор (отношение ПИК/СКЗ за все время измерений), крестфактор, или другие функции от этих параметров.
Мы обычно сохраняем информацию о каждом из параметров, ПИК хорошо характеризует состояние смазки в подшипнике с идеальными поверхностями трения, А СКЗ хорошо характеризует развитый дефект поверхностей трения, но не всех. А если и объединяем эти два параметра, то в виде корня квадратного от произведения (корень квадратный нужен для сохранения размерности).
В то же время в реальных условиях, когда состояние поверхностей качения большинства подшипников не идеальное (пример - железнодорожный транспорт), ПИКовое значение ультразвуковой вибрации часто неинформативно, и правильнее использовать только один параметр ультразвуковой вибрации - СКЗ.

И еще одна особенность. ПИК можно измерять не непосредственно у сигнала с нулевым средним на выходе фильтра, а у детектированного сигнала (или сигнала огибающей). Многие приборы проводят именно такое измерение, и результат его зависит от того какой фильтр (интегратор) используется после детектора. Поэтому сравнивать результаты измерений ПИКа, выполненный разными приборами, не рекомендуется.