轴承的故障诊断.ppt

轴承的故障诊断 绪言 轴承的故障诊断与状态监测是机械设备故障诊断技术的重要内容。 旋转机械的故障中轴承的损坏故障约占30%。 轴承的运行质量除轴承元件本身的加工质量外，轴承的安装及装配质量影响很大。 滚动轴承的失效形式 疲劳点蚀 : 因受滚动压应力 磨损: 因受压力又有与内外座圈的相对滑动 腐蚀: 润滑油中的水分几其它化学物质产生锈蚀 裂纹: 由于磨削或淬火时作用而产生 磨粒磨损: 由于磨屑作用而磨损 滚动轴承的振动 一 、随机振动 由于滚动元件的不圆度及表面的粗糙度引起； 又由于轴承工作，使不圆度及 表面粗糙度增大。 二 滚动轴承各元件的谐振 受机器的各种振动的激励而引起 1.??? 钢球的谐振频率FBR fbr=0.848/2r*(E/2ρ)1/2 E—弹性模量 N/m2 P—滚动元件材料密度 kg/m3 R—滚动元件半径 m 2.??? 轴承座圈谐振频率FRR Frr=K* (K2 –1)*a-2 ( EI／M) -2 a—回转轴线到中性轴半径 m K—共振阶数 I—座圈绕中性轴的惯性矩 m4 M—座圈的单位长度的质量 kg/m 三 滚动体具有缺陷后的振动 1.??? 内圈有剥落fi=fo/2(1+dcosβ/D) Z 2.??? 外圈有剥落 fo= fo/2(1+dcosβ/D) Z 3.??? 滚动体剥落 fb= Dfo/d[1-(d/D)2cos2β] 4.??? 保持架有故障 fc=fo/2(1- dcosβ)m Fo—轴承转频率 Z—滚珠个数 d—滚珠直径（参阅左图） D—轴承滚道节径 β—接触角 m—断裂数 *注：不论元件上剥落坑有多少，频率不变。 四. 裂纹的扩展 裂纹的产生及在受载工作中继续扩展，不但会引起振动，而且能量不会以声发射形式释放出来。 五 轴承各种振动在频谱中的位置 Ⅰ— 各种故障频率范围 Ⅱ— 共振频率范围 Ⅲ— 声发射范围 ?? 轴承监测与故障诊断方法 1.??? 振动测试 2.??? 噪声测试 3.??? 温度测定 4.??? 油液分析（磨屑分析） 5.??? 轴承间隙测定 6.??? 油膜电阻测定 振动（噪声）频谱分析法 经时域多段平均处理后 50HZ——轴频 36.1HZ——保持架通过频率 200.91HZ——外圈通过频率 380HZ——滚动体通过频率 倒频谱分析法正常滚动轴承的倒频谱分析图 有故障滚动轴承频谱图 有故障滚动轴承的倒频谱分析图特征值 q1—9.470MS（105.60HZ）——滚珠故障频率 q2—37.90MS（26.39HZ）——内圈故障频率 三、SPM（SHOCK PULSE METHOD）和IFD（INCIPIENT FAILURE DETECTION）法 原理：对故障所引起的低频（通常是数KHZ以内）的冲击脉冲激起了高频（数十倍于冲击频率）共振波形进行包络、检波、低通滤波（即解调）获得一个对应于低频冲击的而又放大并展宽的共振解调波形。 共振解调波的优点： 1）剔除了低频振动干扰 2）含有未知的故障信息（即S/N↑） 对于共振解调波后续处理方法不同，可分为SPM及IFD法 2.??? SPM法 它是应用共振解调波的幅值来进行诊断。共振解调波通过峰值检波、平均、保持、测得冲击量值SV。 再用一经验公式获得均一化冲击量值 DBN=20log＊2000＊SV／n＊Do.6 ? ? 0dB 正常状态 显示在绿框 20?dB???? 不好状态 显示在黄框 35dB????? 坏的状态 显示在红框 3.??? IFD法 该法既应用共振解调波的幅值又利用它的频率信息，即对共振解调波进行FFT后做频谱分析，寻找上节中提到的轴承各元件故障对应的频率。 四、振动的简易诊断法 可用简易的测振仪来获得轴承工况的信息。 可用多种参数，如波峰因素、峭度、歪度等。 ? 五、接触电阻法 实例1） 某变速箱输出轴后轴承（型号50309）滚动体外圈上有点蚀 测试时频域信号 ? 实例： 1、某变速箱输出轴后轴承（型号为50309）滚动体外圈有点蚀， 测试时发现： 时域信号出现调制峰群? 输入轴转速为1484rpm时： 2258.3Hz为外圈共振频率 调制频率： 34.47Hz外圈故障 23.06Hz滚珠故障 2 同一减速机另一次测振时结果中间轴轴承（型号50308） 1）、