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故障诊断讲稿第1页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断 4.1 滚动轴承失效的基本形式 磨损、疲劳、腐蚀、压痕、破断、胶合等4）压痕：过大的负荷使滚动体和滚道接触处产生塑性变形而形成凹坑。５）胶合：滚动体在保持架内卡住或润滑不良、速度过高造成摩擦热过大，使保持架的材料粘附到滚子表面而形成胶合。第2页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断 4.1 滚动轴承失效的基本形式 磨损、疲劳、腐蚀、压痕、破断、胶合等５）破断：由于载荷过大、转速过高、润滑不良或装配不当造成。武钢轧板厂立辊轧机轴承保持架和滚动体破断第3页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断 4.1 滚动轴承失效的基本形式 ５）破断：由于载荷过大、转速过高、润滑不良或装配不当造成。武钢二热轧R1轧机主减速机高速轴操作端外侧轴承保持架断裂（发生强烈自激振动）扭矩记录曲线轴向力记录曲线第4页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.1 滚动轴承的典型结构D―轴承节径；d―滚动体直径；Z―滚动体个数；α―接触角 ； fr―轴承内圈转动频率（假设外圈固定)第5页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.2 由轴承元件表面缺陷引起的低频特征频率滚动轴承的运转模型图5-6 滚动轴承发生的冲击振动第6页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.2 由轴承元件表面缺陷引起的低频特征频率根据轴承元件之间滚动接触的速度关系可计算出各元件的故障特征频率(假设外圈固定) 随着轴承的旋转，轴承表面缺陷每接触一次就会发生一次冲击，其特征频率分别为（一个剥落点）：1)保持架不平衡(保持架转频)式中 fr—轴的转频（即内圈旋转频率）第7页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.2 由轴承元件表面缺陷引起的低频特征频率2)滚动体表面缺陷故障特征频率3)内圈滚道表面缺陷故障特征频率4)外圈滚道表面缺陷故障特征频率5) 内圈滚道不圆故障特征频率第8页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.3 与滚动轴承安装有关的振动特征频率1)安装滚动轴承的旋转轴系弯曲,或不慎将滚动轴承装歪图5-4 轴承与轴的歪斜状态第9页/共38页 第四章??? 滚动轴承的故障监测与诊断4.2 轴承的故障特征频率 4.2.3 与滚动轴承安装有关的振动特征频率2) 滚动轴承紧固过紧或过松(与滚动体表面缺陷故障特征频率相同)图5-5 因紧固过紧等原因引起的振动第10页/共38页 第四章???滚动轴承的故障监测与诊断 4.2.4 轴承元件的固有频率(一般高达20～60kHz) ①钢球的固有频率（HZ）式中：r―钢球半径（m） ρ―材料密度（kg/m） E―材料的弹性模量（N/m2） 第11页/共38页 第四章???滚动轴承的故障监测与诊断 4.2.3 轴承元件的固有频率 ②轴承套圈（内、外圈）在圈平面内径向弯曲振动的固有频率（HZ）式中：I―套圈截面绕中性轴的惯矩（m4) M―套圈单位长度的质量（kg/m） a―回转轴线到中性轴的半径（m） n―套圈在圈平面内径向弯曲自由振动的阶数第12页/共38页 第四章???滚动轴承的故障监测与诊断 4.2.3 轴承元件的固有频率 ②轴承套圈（内、外圈）在圈平面内径向弯曲振动的固有频率（HZ） 若取E＝2.058×1011N/m2，密度为7.8×103kg/m3,则上式可简化为 式中：h―套圈的厚度（m）第13页/共38页 第四章??? 滚动轴承的振动监测与诊断4.3 故障轴承的频谱 轴承的剥落点一般不止一个，再加上故障频率与转动频率相互调制，常见的轴承有故障时的振动频谱如下：故类别障条件故障频率频谱备注内圈有点蚀无径向间隙时?n=1,2,3……有径向间隙时nfi±fr与轴频调制?n=1,2,3……nfi±fc 与滚动体公转频率调制?n=1,2,3……滚动体公转频率即保持架转频nfifi内圈故障第14页/共38页 第四章??? 滚动轴承的振动监测与诊断4.3 故障轴承的频谱 故障类别条件故障频率频 谱备注外圈有点蚀??n=1,2,3……滚动体有点蚀无径向间隙时?n=1,2,3……有径向间隙时± 与滚动体公转频率调制?n=1,2,3……保持架不平衡???fo内圈故障fb滚动体故障第15页/共38页 第四章??? 滚动轴承的振动监测与诊断4.4 轴承故障的简易诊断法4.4.1、判定标准 a、绝对判定标准b 、相对判定标准c