1、軸承故障診斷演示文稿第一頁(yè)，共二十三頁(yè)。優(yōu)選軸承故障診斷第二頁(yè)，共二十三頁(yè)。3.塑性變形當(dāng)軸承受到過大的沖擊載荷或靜載荷時(shí)，或因熱變形引起額外的載荷，或有硬度很高的異物侵入時(shí)都會(huì)在滾道表面上形成凹痕或劃痕。這將使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲。而且一旦有了壓痕，壓痕引起的沖擊載荷會(huì)進(jìn)一步引起附近表面的剝落。 4.銹蝕銹蝕是滾動(dòng)軸承最嚴(yán)重的問題之一，高精度軸承可能會(huì)由于表面銹蝕導(dǎo)致精度喪失而不能繼續(xù)工作。水分或酸、堿性物質(zhì)直接侵人會(huì)引起軸承銹蝕。當(dāng)軸承停止工作后，軸承溫度下降達(dá)到露點(diǎn)，空氣中水分凝結(jié)成水滴附在軸承表面上也會(huì)引起銹蝕。此外，當(dāng)軸承內(nèi)部有電流通過時(shí)，電流有可能通過滾道和滾動(dòng)體上

2、的接觸點(diǎn)處，很薄的油膜引起電火花而產(chǎn)生電蝕，在表面上形成搓板狀的凹凸不平。第三頁(yè)，共二十三頁(yè)。5.斷裂過高的載荷會(huì)可能引起軸承零件斷裂。磨削、熱處理和裝配不當(dāng)都會(huì)引起殘余應(yīng)力，工作時(shí)熱應(yīng)力過大也會(huì)引起軸承零件斷裂。另外，裝配方法、裝配工藝不當(dāng)，也可能造成軸承套圈擋邊和滾子倒角處掉塊。6.膠合在潤(rùn)滑不良、高速重載情況下工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，軸承零件可以在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，導(dǎo)致表面燒傷及膠合。所謂膠合是指一個(gè)零部件表面上的金屬粘附到另一個(gè)零件部件表面上的現(xiàn)象。7.保持架損壞由于裝配或使用不當(dāng)可能會(huì)引起保持架發(fā)生變形，增加它與滾動(dòng)體之間的摩擦，甚至使某些滾動(dòng)體卡死不能滾動(dòng)，也有可能造成保持架

3、與內(nèi)外圈發(fā)生摩擦等。這一損傷會(huì)進(jìn)一步使振動(dòng)、噪聲與發(fā)熱加劇，導(dǎo)致軸承損壞。 第四頁(yè)，共二十三頁(yè)。最原始的滾動(dòng)軸承故障診斷方法是用聽音棒接觸軸承部位，依靠聽覺來判斷軸承有無故障。后來采用各式測(cè)振儀器并利用振動(dòng)位移、速度或加速度的均方根值或峰值來判斷軸承有無故障（如恩態(tài)克、SKF、CSI等離線故障診斷儀器）。滾動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)位置：振動(dòng)波的傳播路徑是通過軸-滾動(dòng)軸承-軸承座。對(duì)于滾動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)，我們一般選用軸承座三個(gè)方向（水平、垂直和軸向）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，就可以掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一些故障特征，如不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)和滾動(dòng)軸承等故障。滾動(dòng)軸承的故障監(jiān)測(cè)第五頁(yè)，共二十三頁(yè)。滾動(dòng)軸承故障診斷在發(fā)生表面剝落等故障時(shí)，會(huì)

4、產(chǎn)生下圖所示的沖擊振動(dòng)，這種振動(dòng)從性質(zhì)上可分成兩類：第一類是由于軸承元件的缺陷，滾動(dòng)體依次滾過工作面缺陷受到反復(fù)沖擊而產(chǎn)生的低頻脈動(dòng)，稱為軸承的“通過頻率”，其發(fā)生周期可以從轉(zhuǎn)速和零件的尺寸求得。第六頁(yè)，共二十三頁(yè)。滾動(dòng)軸承故障的特征頻率 內(nèi)圈：fe=fr(1+d/Dcos)z/2 外圈：fo=fr(1-d/Dcos)z/2滾動(dòng)體： fg=fr(1-d2/D2 cos2)D/d/2假設(shè)：滾動(dòng)體為純滾動(dòng) f1：滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率 2V1=V2 (1) V1=2f1*D/2 (2) V2= 2fr*(D-dcos)/2 (3) (2),(3)代入(1)式： 2f1D=fr(D-dcos) (4) 當(dāng)外

5、圈有缺陷時(shí)： fo=f1z= fr(1-d/Dcos)z/2 當(dāng)內(nèi)圈有缺陷時(shí)： fe=(fr-f1)z = fr(1+d/Dcos)z/2V1V2dDfr第七頁(yè)，共二十三頁(yè)。滾動(dòng)軸承保持架故障頻率： FTF=(N/2)1-（d/D）Cos 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)故障頻率： BSF=(N/2)(D/d)1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承外環(huán)故障頻率： BPFO=(N/2)z1-(d/D)Cos 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)故障頻率： BPFI=(N/2)z1+(d/D)Cos 以上符號(hào)： d=滾動(dòng)體直徑;D=滾動(dòng)軸承平均直徑(滾動(dòng)體中心處直徑) =徑向方向接觸角z=滾動(dòng)體數(shù)目N=軸的轉(zhuǎn)速。注：1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.

6、滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn).滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算匯總第八頁(yè)，共二十三頁(yè)。滾動(dòng)軸承故障頻率計(jì)算(2)-經(jīng)驗(yàn)公式外環(huán)故障頻率： BPFOr0.4Nz 內(nèi)環(huán)故障頻率： BPFIr0.6Nz 保持架故障頻率： FTFr0.4N 以上符號(hào)：z=滾動(dòng)體數(shù)目；N=軸的轉(zhuǎn)速。注：1.滾動(dòng)軸承沒有滑動(dòng)；2.滾動(dòng)軸承幾何尺寸沒有變化；3.軸承外環(huán)固定不旋轉(zhuǎn).第九頁(yè)，共二十三頁(yè)。第二類是固有振動(dòng)。根據(jù)頻帶不同，在軸承故障診斷中可利用的固有振動(dòng)有三種：（1）軸承外圈一階徑向固有振動(dòng)，其頻帶在（1-8 ） kHz范圍類。如離心泵、風(fēng)機(jī)、軸承試驗(yàn)機(jī)這類簡(jiǎn)單機(jī)械的滾動(dòng)軸承故障診斷中，這是一種方便的診斷

7、信息。（2）軸承其他元件的固有振動(dòng)。其頻帶在（20-60）kHz范圍內(nèi)，能避開流體動(dòng)力噪聲，信噪比高。（3）加速度傳感器的一節(jié)固有頻率，合理利用加速度傳感器（安裝）系統(tǒng)的一節(jié)諧振頻率作為監(jiān)測(cè)頻帶，常在軸承故障信號(hào)提取中受到良好效果，其頻率范圍通常選擇在10kHz左右。由于各種固有頻率只取決于元件的材料、形狀和質(zhì)量，與轉(zhuǎn)速無關(guān)，一旦軸承元件出現(xiàn)疲勞剝落就會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)沖擊，從而激發(fā)起各種固有振動(dòng)，所以利用這些固有振動(dòng)當(dāng)中的某一種是否出現(xiàn)，即可診斷有否疲勞剝落。第十頁(yè)，共二十三頁(yè)。1234軸承外環(huán)故障特征頻譜第十一頁(yè)，共二十三頁(yè)。軸承外環(huán)故障及轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)特征頻譜1234軸頻fffffffff第十二頁(yè)

8、，共二十三頁(yè)。軸承內(nèi)環(huán)故障特征頻譜12341fffffffff2fffff軸頻f第十三頁(yè)，共二十三頁(yè)。24681fffffffff2fffffffff軸承滾動(dòng)體故障特征頻譜f 為保持架故障頻率第十四頁(yè)，共二十三頁(yè)。軸承保持架故障特征頻譜x1x2x3x4第十五頁(yè)，共二十三頁(yè)。診 斷 特 征1、頻譜和波形特征 （1）徑向振動(dòng)在軸承故障特征頻率（見下面說明部分）及其低倍頻處有峰。若有多個(gè)同類故障（內(nèi)滾道、外滾道、滾子），則在故障特征頻率的低倍頻處有較大的峰。（2）內(nèi)滾道故障特征頻率處有邊帶，邊帶間隔為1RPM。（3）滾動(dòng)體故障特征頻率處有邊帶，邊帶間隔為保持架故障特征頻率。（4）在加速度頻譜的中高頻

9、區(qū)域若有峰群突然生出（下圖所示），表明有疲勞故障。（5）徑向振動(dòng)時(shí)域波形有重復(fù)沖擊跡象（有軸向負(fù)載時(shí)，軸向振動(dòng)波形與徑向相同），或者其波峰系數(shù)大于5，表明故障產(chǎn)生了高頻沖擊現(xiàn)象。 第十六頁(yè)，共二十三頁(yè)。圖 軸承疲勞時(shí)的加速度頻譜a正常軸承；b外圈疲勞；c鋼球疲勞；d內(nèi)圈疲勞 說明：波峰系數(shù)Fc=峰值/有效值，軸承使用初期狀態(tài)正常時(shí)， Fc5；局部故障產(chǎn)生并逐步發(fā)展時(shí)，F(xiàn)c5，此階段有沖擊現(xiàn)象，F(xiàn)c最大可達(dá)到10。此后故障達(dá)到嚴(yán)重程度，有效值增大而Fc減小，軸承到了應(yīng)更換的時(shí)候。第十七頁(yè)，共二十三頁(yè)。2、故障分析（1）頻域確認(rèn)故障特征頻率處有峰，表明存在該種故障，若還有明顯的倍頻成分，表明故障嚴(yán)

10、重。確認(rèn)內(nèi)滾道特征頻率處不但有峰，還有間隔為1RPM的邊頻，表明有內(nèi)滾道故障。確認(rèn)滾子特征頻率處不但有峰，還有邊頻，表明有滾子故障。確認(rèn)高頻區(qū)域有峰群出現(xiàn)，表明軸承有疲勞故障。若軸向有負(fù)載，則可注意軸向振動(dòng)。與徑向振動(dòng)有類似特征。（2）時(shí)域可能有重復(fù)沖擊現(xiàn)象，但很小。重復(fù)率等于故障特征頻率。第十八頁(yè)，共二十三頁(yè)。實(shí)例 壓縮機(jī)軸承損傷（1）故障情況某初軋廠有三臺(tái)同樣規(guī)格的螺桿式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)速1480r/min，其中，3號(hào)機(jī)噪音特別響（圖7-24）。用測(cè)振儀測(cè)得振動(dòng)加速度值如表7-9。 圖 壓縮機(jī)及測(cè)點(diǎn)示意圖1電機(jī)；2陰螺桿；3陽(yáng)螺桿 第十九頁(yè)，共二十三頁(yè)。表7-9 三臺(tái)壓縮機(jī)振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)參數(shù) 測(cè)點(diǎn) 設(shè)備平均值（G）峰值（G）HHHHHH1號(hào)機(jī)1.31.91.85.18.812187.3132號(hào)機(jī)0.581.00.671.83.32.73號(hào)機(jī)超4.42.21.8超40168.713第二十頁(yè)，共二十三頁(yè)。（2）診斷：由表7-9可知，3號(hào)機(jī)測(cè)點(diǎn)處振動(dòng)大，比1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)相同部位大得多，初步估計(jì)測(cè)點(diǎn)處軸承有問題。對(duì)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)波形的包絡(luò)信號(hào)作功率譜分析（圖7-25），分析頻率500Hz，400譜線，功