机械故障诊断技术 教学课件 作者 张键 机械故障诊断技术7_滚动轴承故障诊断.pptVIP

7．1 滚动轴承的失效形式 7．1．1滚动轴承的磨损失效 　　磨损是滚动轴承最常见的一种失效形式。在滚动轴承运转中，滚动体和套圈之间均存在滑动，这些滑动会引起零件接触面的磨损。尤其在轴承中侵入金属粉末、氧化物以及其他硬质颗粒时，则形成严重的磨料磨损，使之更为加剧。另外，由于振动和磨料的共同作用，对于处在非旋转状态的滚动轴承，会在套圈上形成与钢球节距相同的凹坑，即为摩擦腐蚀现象。如果轴承与座孔或轴颈配合太松，在运行中引起的相对运动，又会造成轴承座孔或轴径的磨损。当磨损量较大时，轴承便产生游隙噪声，振动增大。 4）特征频率趋势分析 　　　从图7－13中可以看到，Ⅰ轴转频(58.59Hz)及2倍频(117.19Hz)的振幅也是在1月29日开始上升。 图7－13 26架特征频率趋势图 5）诊断结论与处理建议 1．时域信号有如下特征 a）26#精轧机在1月29日柱状图（棒图a、b、c）峰值开始报警，30日报警值达255； b）29日时域信号发生严重畸变，30日时域信号完全紊乱； c）时域趋势图从27日的22.6m/s2急剧上升到30日的245 m/s2频，突变了10倍左右。 2．频域信号有如下特征： a）出现26#精轧机锥箱I轴的转频（同时也是该轴轴承内圈旋转频率）及大量谐波，达5000Hz以上，这是典型的部件松动特征。 b） 58.59Hz的振幅已经超过10m/s2； 3．该齿轮箱可能有以下两种故障隐患： a）I轴轴承损坏（可能性较大）; b）26架底座刚度弱（有松动、裂纹等），被外力所激起的振动。 实际情况 　　　厂方接到报告后，立即组织检修。开箱后发现1轴MRC—7126 KRD4S轴承损坏。 图7－14 破裂的1轴轴承 （注：这个诊断报告中将锥箱I轴的转频及大量谐波解释成典型的部件松动特征，实际是因为轴承破损，造成I轴定心失效所致） 7．4 滚动轴承故障诊断案例 实例2： 　　　2005年1月5日，宣化钢铁公司高速线材轧机的20架出现振动异常。图7－10为高线轧机的传动机构示意图。 　　　查20架的频谱变化过程，见图7－15、图7－17、图7－18。 图7－15 12月28日谱图锥箱I轴转频58Hz幅值为0.447 m/s2 图7－17 1月2日谱图锥箱I轴转频58Hz幅值为2.502 m/s2 图7－18 1月4日谱图锥箱I轴转频58Hz幅值为3.664 m/s2 数据分析 　　表7－2 数据分析表 （测量转速1088rpm；推导转速1078.2rpm） 　　从2004年12月28日的频谱图到2005年1月4日的频谱图，可以看到1 轴转频的振幅上升了7倍，而且频域图形中出现很多谐波并向上漂起， 时域图形越来越混乱，呈很强的非对称形态。由此可以判断20＃锥箱I 轴轴承出现故障． 　　建议：及时更换20#锥箱I轴轴承，以免发生故障。 序号 故障信号频率 (Hz) 计算特征频率 (Hz) 振幅 绝对误差 （Hz） 相对误差% 可信度 % 故障部位及性质分析 1 58.594 59.13 2.502 59.13-58.593 =0.537 0.537/59.13=0.91% 100 锥箱I轴转频 2 117.188 118.26 2.504 118.26-117.188 =1.072 1.072/118.26=0.91% 100 锥箱I轴转频的2倍频 20#轧机拆检结果 图7－19 图7－20 　　　　 图7－21 7．4 滚动轴承故障诊断案例 实例3 　　2005年12月15日，唐山钢铁公司高速线材轧机的增速箱振动异常升高的故障诊断。 　　根据系统的时域指标监测，在12月14日发现精轧机增速箱南侧时域指标连续黄警，到12月15日时域指标报警值大于150变为红色，引起我们关注，因此我们进一步对该设备的频谱分析。 图7－22 高线精轧机齿轮箱传动链图 频谱图分析 图7－23 增速箱12月15日时域振动波形 图7－24 增速箱12月15日频谱图 　　在图7－23增速箱时域振动波形图中可以明显看到高频冲击现象，并且相对0位线偏向上方。 　　时域信号有明显下延结构是冲击类振动的表现，频域含有410HZ成份，并伴随有高阶倍频成份。 诊断结论 　1、经过初步分析该振动成份并非轴与齿轮的故障特征频率（轴频小于30HZ，齿轮啮合频率大于2000HZ）； 　2、由于轴承参数不全无法计算精确的故障特征频率，根据估计值计算有轴承故障可能。 　　在随后的紧急检修中，开箱发现输出高速轴联轴节端滚动轴承内圈断裂。 图7－25 轴承内圈断裂 图7－26 吐丝机传动简图 7．4 滚动轴承故障诊断案例 实例4： 　　20