第五章 滚动轴承的状态监测和故障诊断讲义.pptVIP

滚动轴承尺寸的选择2 滚动轴承的频谱分析 高频段是否有能量堆积或峰群出现 实例 6210轴承的监测与诊断 一台单级并流是鼓风机，其结构如图。该机组自86年1月30日起，测点③的振动加速度逐渐增加至正常值10倍，为查明原因，对测点③的振动信号进行频谱分析。 已知： 轴承型号6210（深沟球轴承），钢球直径d=12.7mm，节圆直径D=70mm，钢球个数Z=10，风机转速=900r/min。 轴承的故障特征频率： 鼓风机轴的转动频率：15（HZ） 内圈的故障特征频率：88.6（HZ） 外圈的故障特征频率：61.3（HZ） 滚动体的故障特征频率：40.6（HZ） 测点③的频谱图 a）高频段频谱 b）低频段频谱 频谱分析： 在高频段的加速度谱图上，频率1350Hz和2450Hz处，出现高频峰群，这是轴承元件的固有频率，表明该轴承可能已有损伤。 在低频段的加速度谱图上，在轴的转频15Hz，内圈的故障特征频率88Hz，外圈的故障特征频率61Hz及其2次、3次谐波上，均出现峰值。 初步判定： 轴承外圈存在故障，内圈也可能有问题。 ????????利用解调技术对信号进行频谱分析的过程如图所示。轴承故障引起的冲击脉冲F(t)经传感器拾取及谐振，得到放大的高频衰减振动a（t），再经包络检波得到的波形a1（t），相当于将故障引起的脉冲加以放大和拓宽，并且摒除了其余的机械干扰，最后作频谱分析可以得到与故障冲击周期T相对应的频率成分f及其高次谐波。据此，可以用于滚动轴承故障及故障部位的诊断。 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 图 IFD法的信号变换过程 1.轴承外滚道损伤????当轴承外滚道产生损伤时，如剥落、裂纹、点蚀等（如图2所示），在滚动体通过时也会产生冲击振动。由于点蚀的位置与载荷方向的相对位置关系是一定的，所以，这时不存在振幅调制的情况，振动频率为nfo ( n＝1，2,…），振动波形如图所示。 图　? 外滚道损伤振动特征 二、滚动轴承的精密诊断 2、轴承内滚道损伤????轴承内滚道产生损伤时，如：剥落、裂纹、点蚀等（如图所示），若滚动轴无径向间隙时，会产生频率为nfi（n＝1，2,…）的冲击振动。 图　内滚道损伤振动特征 ?　　通常滚动轴承都有径向间隙，且为单边载荷，根据点蚀部分与滚动体发生冲击接触的位置的不同，振动的振幅大小会发生周期性的变化，即发生振幅调制。若以轴旋转频率fr进行振幅调制，这时的振动频率为nZfi±fr (n=l，2…)；若以滚动体的公转频率(即保持架旋转频率) fc进行振幅调制，这时的振动频率为nZfi±fc (n= 1，2，…)。 ３、滚动体损伤????　当轴承滚动体产生损伤时，如剥落、裂纹、点蚀等，缺陷部位通过内圈或外圈滚道表面时会产生冲击振动。????在滚动轴承无径向间隙时，会产生频率为nZfb（n＝1，2,…）的冲击振动。????通常滚动轴承都有径向间隙，因此，同内圈存在点蚀时的情况一样，根据点蚀部位与内圈或外圈发生冲击接触的位置不同，也会发生振幅调制的情况，此时是以滚动体的公转频率fc进行振幅调制。这时的振动频率为nZfb＋fc 。 图　? 滚动体损伤振动情况 ４、轴承偏心????当滚动轴承的内圈出现严重磨损等情况时，轴承会出现偏心现象，当轴旋转时，轴心（内圈中心）便会绕外圈中心摆动，如图示，此时的振动频率为nfr（n＝1, 2,…）。 图　? 滚动轴承偏心振动特征 检查验证： 停机后发现，轴承内、外圈存在较长的轴向裂纹 * 第五章　滚动轴承的状态　　　　　　监测与故障诊断 概述 滚动轴承的失效形式 滚动轴承的振动 滚动轴承的故障诊断方法 第一节 概述 外圈 内圈 滚动体 保持架 滚动轴承的故障诊断开始于60年代。 1966年瑞典SKF公司发明了用冲击脉冲仪（Shock Pulse Meter）检测轴承损伤，将滚动轴承的故障诊断水平提高了一个档次。 1969年，根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式。 1976年，日本新日铁株式会社研制了MCV系列机器检测仪，可分别在低频、中频和高频段检测轴承的异常信号。 第二节 滚动轴承的失效形式 疲劳点蚀或剥落 胶　合 断　裂 滚动轴承常见的失效形式： 磨　损 保持架损坏 烧 伤 第三节 滚动轴承的振动 与轴承的结构有关的振动 ——无论轴承正常与否，都会产生振动 与轴承滚动表面状况有关的振动