1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上滾動(dòng)軸承故障診斷初步1、故障原因滾動(dòng)軸承的早期故障是滾子和滾道剝落、凹痕、破裂、腐蝕和雜物嵌入。即主要故障形式：疲勞剝落、磨損、塑性變形、銹蝕、斷裂、膠合、保持架損壞。產(chǎn)生主要原因包括搬運(yùn)粗心、安裝不當(dāng)、不對(duì)中、軸承傾斜、軸承選用不正確、潤(rùn)滑不足或密封失效、負(fù)載不合適以及制造缺陷。2、頻譜和波形特征滾動(dòng)軸承它是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。當(dāng)滾動(dòng)體和滾道接觸處遇到一個(gè)局部缺陷時(shí)，就有一個(gè)沖擊信號(hào)產(chǎn)生。缺陷在不同的元件上，接觸點(diǎn)經(jīng)過(guò)缺陷的頻率是不相同的，這個(gè)頻率就稱為滾動(dòng)軸承的特征頻率。滾動(dòng)軸承的故障特征頻率的數(shù)值一般在幾赫茲到幾百赫茲之間，在頻譜圖中的100

2、0Hz以內(nèi)的低頻區(qū)域軸承故障特征頻率如下：1、滾動(dòng)軸承故障特征頻率（外圈靜止）式中：Z滾動(dòng)體個(gè)數(shù)fr轉(zhuǎn)頻（Hz）D軸承節(jié)徑（mm）d滾動(dòng)體直徑（mm）接觸角（1）滾動(dòng)軸承內(nèi)圈故障特征頻率（2）滾動(dòng)軸承外圈故障特征頻率（3）滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體特征頻率（4）滾動(dòng)軸承保持架特征頻率2、滾動(dòng)軸承故障特征頻率的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式：二、滾動(dòng)軸承故障診斷的要素滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成，每個(gè)軸承部件對(duì)應(yīng)一個(gè)軸承故障特征頻率。滾動(dòng)軸承的故障頻率分布有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，往往在低頻和高頻兩個(gè)頻段內(nèi)都有表現(xiàn)。所以在頻率分析時(shí)，可以選擇在這兩個(gè)頻段進(jìn)行分析。根據(jù)滾動(dòng)軸承的故障形式在頻域中的表現(xiàn)形式，將整個(gè)頻域

3、分為三個(gè)頻段，既高頻段、中頻段和低頻段。l 高頻階段指頻率范圍處于20005000Hz 的頻段，主要是軸承固有頻率，在軸承故障的早期，高頻段反映比較敏感；中頻階段指頻率范圍處于8001600Hz 的頻段，一般是由于軸承潤(rùn)滑不良而引起碰磨產(chǎn)生的頻率范圍；l 低頻階段指頻率范圍處于0800Hz 的頻段，基本覆蓋軸承故障特征頻率及諧波；在高頻段和低頻段中所體現(xiàn)的頻率是否為軸承故障頻率，還要通過(guò)其他方法進(jìn)行印證加以確認(rèn)。根據(jù)滾動(dòng)軸承的故障特征頻率在頻域和時(shí)域中的表現(xiàn)，可將滾動(dòng)軸承的診斷方法總結(jié)為三個(gè)頻段；八個(gè)確認(rèn)，簡(jiǎn)稱三八診斷法。此診斷方法是滾動(dòng)軸承故障分析的一個(gè)基本方法，要熟練地掌握滾動(dòng)軸承故障分析

4、必須通過(guò)觀看具體的分析案例及大量的實(shí)踐，在實(shí)踐中認(rèn)識(shí)、驗(yàn)證所學(xué)到的知識(shí)。六、滾動(dòng)軸承的幾個(gè)重要公式在對(duì)滾動(dòng)軸承故障進(jìn)行頻譜分析時(shí)，可利用下面的幾個(gè)重要公式對(duì)軸承故障特征頻率進(jìn)行驗(yàn)證或識(shí)別。1、滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的關(guān)系2、滾動(dòng)軸承外圈故障特征頻率與保持架故障特征頻率的關(guān)系3、滾動(dòng)軸承保持架故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的關(guān)系4、滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻的關(guān)系齒輪故障主要振動(dòng)特征：1、齒輪所發(fā)生的故障有很多，其主要有三個(gè)方面：制造時(shí)發(fā)生的異常現(xiàn)象，如節(jié)線偏斜、偏心、齒距誤差、齒形誤差；安裝時(shí)發(fā)生的異常現(xiàn)象，如齒輪軸的歪斜；使用時(shí)發(fā)生的異常現(xiàn)象，齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合、斷齒和塑性變形等。2

5、、 障齒輪頻譜和波形特征（1）故障齒輪在嚙合頻率機(jī)器諧波頻率上有較大的振動(dòng)分量。齒輪嚙合頻率等于齒數(shù)乘以齒輪轉(zhuǎn)頻。（2）在嚙合頻率及其諧波頻率附近有表明調(diào)制作用的邊頻帶。且邊帶間距為1X。（3）隨齒輪故障的發(fā)展，邊頻越來(lái)越豐富，幅值增加。（4）齒輪斷齒表現(xiàn)為斷齒數(shù)量乘以齒輪轉(zhuǎn)頻。（5）齒面損傷程度看邊頻帶，同時(shí)出現(xiàn)損傷齒數(shù)乘以齒輪轉(zhuǎn)頻的振動(dòng)。（6）對(duì)于螺線齒輪、斜齒輪和人字齒輪，軸向振動(dòng)大，其頻譜特征與徑向振動(dòng)相同。（7）在齒輪傳動(dòng)中，由于載荷波動(dòng)而產(chǎn)生幅值調(diào)制，因轉(zhuǎn)速波動(dòng)產(chǎn)生頻率調(diào)制。因此在嚙合頻率或固有頻率兩旁產(chǎn)生一簇簇頻率間隔相等的邊頻族。根據(jù)邊頻的頻率間隔確定故障的根源，根據(jù)邊頻幅值的

6、大小確定故障的嚴(yán)重程度。（8）在相同工作條件下，將故障齒輪箱頻譜與基準(zhǔn)頻譜對(duì)比，注意頻譜中的嚙合頻率及其二倍和三倍頻。根據(jù)明顯增大的嚙合頻率分量或其諧波分量確定有故障的齒輪對(duì)。（9）在對(duì)比基準(zhǔn)頻譜時(shí)，注意嚙合頻率及其二倍和三倍頻有無(wú)邊頻帶。根據(jù)邊頻的頻率間隔確定故障的根據(jù)（即產(chǎn)生調(diào)制的故障部位），邊頻幅值的大小表明故障嚴(yán)重程度。（10）為求出邊頻的頻率間隔，應(yīng)設(shè)置足夠大的譜線數(shù)，以提高頻率分辨率，也可采用細(xì)化和倒頻譜技術(shù)。（11）利用連續(xù)監(jiān)測(cè)判定齒面點(diǎn)蝕剝落程度。1） 新齒輪全頻范圍內(nèi)振動(dòng)水平低，嚙合頻率分量及其二、三次諧波分量的幅值依次減小。2） 中等點(diǎn)蝕程度的頻譜振動(dòng)水平增大，嚙合頻率二次

7、諧波幅值超過(guò)基波幅值，且二次諧波邊頻增多。3） 達(dá)到嚴(yán)重程度時(shí)，譜底噪聲水平急劇上升，且嚙合頻率諧波延伸到七次以上。（12）齒輪缺陷產(chǎn)生的沖擊可以激發(fā)一個(gè)或多個(gè)齒輪的自振，自振頻率是各齒輪的固有頻率。在自振頻率兩側(cè)有故障齒輪轉(zhuǎn)速調(diào)制產(chǎn)生的邊頻，在高分辨率細(xì)化譜上可以象分析嚙合頻率邊頻一樣進(jìn)行診斷。3、 故障齒輪的形式與波形、頻譜的關(guān)系1） 齒輪齒距的改變、載荷波動(dòng)、局部缺陷以及均布缺陷（連成片的缺陷或分布缺陷）都會(huì)對(duì)嚙合頻率產(chǎn)生調(diào)制作用。2） 齒輪局部缺陷：如斷齒、局部點(diǎn)蝕等，激發(fā)的是窄脈沖，其頻譜在較寬的頻率范圍內(nèi)具有相等而較小的幅值。幅值隨頻率的增加而減小，脈沖越窄，減小得越慢。3） 連成

8、片的缺陷：齒輪均勻磨損、劃痕、擦傷、大面積點(diǎn)蝕等，激發(fā)的是寬脈沖，其頻譜的頻率范圍窄，幅值衰減較快。4） 由上述兩種缺陷的調(diào)制作用而形成的邊帶也不同：a） 局部缺陷情況下，邊帶范圍寬，幅值小，變化平緩。b） 均布缺陷情況下，邊帶范圍窄，集中于載波峰附近，幅值較大，衰減較快。齒輪箱故障診斷的要素在齒輪箱故障的診斷分析方法中，我們常采用幅域分析、頻域分析、時(shí)域分析、時(shí)域同步平均分析、相關(guān)分析等方法。在實(shí)際工作中，我們總結(jié)出齒輪箱故障診斷的“三八診斷法”。 三八診斷法就是通過(guò)齒輪箱故障頻域、時(shí)域特征等三個(gè)大方面和八個(gè)小方面對(duì)齒輪箱的故障進(jìn)行判別，以確定齒輪箱是否產(chǎn)生故障、故障產(chǎn)生的部位、故障的嚴(yán)重程

9、度。應(yīng)用齒輪箱故障診斷的“三八診斷法”能夠快速的判別齒輪箱的故障。齒輪箱故障的“三八診斷法”的內(nèi)容如表所示診斷方法診斷內(nèi)容故障圖譜故障現(xiàn)象三個(gè)方面故障判別通過(guò)嚙合頻率的幅值變化，嚙合頻率的諧波多少進(jìn)行判斷。故障源判別判別哪個(gè)軸齒輪存在故障，及齒輪軸是否存在長(zhǎng)短周期故障。嚴(yán)重程度判別通過(guò)故障特征判別齒輪箱故障的嚴(yán)重程度。八個(gè)確認(rèn)嚙合頻率幅值齒輪的嚙合頻率幅值較大，高頻時(shí)域加速度峰值大于8G；嚙合頻率諧波嚙合頻率存在2次以上的諧波，并且嚙合頻率及其諧波帶有邊頻帶。故障齒輪定位看齒輪嚙合頻率及其諧波所帶的邊帶，通過(guò)邊頻帶頻率判斷哪個(gè)軸齒輪存在問(wèn)題；齒輪長(zhǎng)短周期故障判斷在低頻段存在問(wèn)題軸齒輪是否存在不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)等長(zhǎng)周期故障，如不存在長(zhǎng)周期故障，則該故障為齒輪的齒形誤差造成的短周期故障。時(shí)域高頻加速度幅值依據(jù)高頻加速度峰值的大小來(lái)判別；嚙合頻率分?jǐn)?shù)倍頻如出現(xiàn)嚙合頻率的分?jǐn)?shù)倍頻，則齒輪箱故障嚴(yán)重。時(shí)域沖擊如在時(shí)域波形中出現(xiàn)明顯的沖擊信號(hào)，則齒輪箱故障嚴(yán)重。齒輪固有頻率看頻譜中是否出現(xiàn)齒輪及齒輪箱箱體的固有頻率，如出現(xiàn)齒輪及齒輪箱箱體的固有頻率并帶有故障齒輪軸轉(zhuǎn)頻的邊帶，