[滾輪軸承設(shè)計]滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷
發(fā)布時間:2020-06-30
[滾][動][軸][承][是][旋][轉(zhuǎn)][機][械][中][的][重][要][零][件][,][統(tǒng)][計][表][明][,][在][使][用][滾][動][軸][承][的][旋][轉(zhuǎn)][機][械][中][,][大][約][有]30%[的][機][械][故][障][都][是][滾][動][軸][承][引][起][的][。][采][用][狀][態(tài)][檢][測][與][故][障][診][斷][技][術(shù)][后][,][事][故][發(fā)][生][率][可][降][低]75%[,][維][修][費][用][可][減][少]25%[~]50%[。]
[一][、][滾][動][軸][承][的][失][效][形][式]
([一])[疲][勞][剝][落]
[滾][動][軸][承][的][內(nèi)][外][滾][道][和][滾][動][體][交][替][進][入][和][退][出][承][載][區(qū)][域][,][這][些][部][件][因][長][時][間][承][受][交][變][載][荷][的][作][用][,][首][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷先][從][接][觸][表][面][以][下][*][大][交][變][切][應(yīng)][力][處][產(chǎn)][生][疲][勞][裂][紋][,][繼][而][擴][展][到][接][觸][表][面][在][表][層][產(chǎn)][生][點][狀][剝][落][,][逐][步][發(fā)][展][到][大][片][剝][落][,][稱][之][為][疲][勞][剝][落][。]
([二])[磨][損]
[由][于][滾][道][和][滾][動][體][的][相][對][運][動][和][塵][埃][異][物][引][起][表][面][磨][損][,][潤][滑][不][良][會][加][劇][磨][損][,][結(jié)][果][使][軸][承][游][隙][增][大][,][表][面][粗][糙][度][增][加][,][降][低][了][軸][承][運][轉(zhuǎn)][精][度][,][因][而][也][降][低][了][機][器][的][運][動][精][度][,][表][現(xiàn)][為][振][動][水][平][及][噪][聲][的][增][大][。]
([三])[擦][傷]
[由][于][軸][承][內(nèi)][外][滾][道][和][滾][動][體][接][觸][表][面][上][的][微][觀][凸][起][或][硬][質(zhì)][顆][粒][使][接][觸][面][受][力][不][均][,][在][潤][滑][不][良][、][高][速][重][載][工][況][下][,][因][局][部][摩][擦][產(chǎn)][生][的][熱][量][造][成][接][觸][面][局][部][變][形][和][摩][擦][焊][合][,][嚴(yán)][重][時][表][面][金][屬][可][能][局][部][熔][化][,][接][觸][面][上][作][用][力][將][局][部][摩][擦][焊][接][點][從][基][體][上][撕][裂][。]
([四])[斷][裂]
[當(dāng)][軸][承][所][受][載][荷][、][振][動][過][大][時][,][內(nèi)][外][圈][的][缺][陷][位][置][在][滾][動][體][的][反][復(fù)][沖][擊][下][,][缺][陷][逐][步][擴][展][而][斷][裂][。]
([五])[銹][蝕]
[水][分][或][酸][、][堿][性][物][質(zhì)][直][接][侵][入][會][引][起][軸][承][銹][蝕][。][當(dāng)][軸][承][內(nèi)][部][有][軸][電][流][通][過][時][,][在][滾][道][和][滾][動][體][的][接][觸][點][處][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][。]
[二][、][滾][動][軸][承][的][失][效][過][程]
[軸][承][失][效][通][常][劃][分][為][四][個][階][段][:]
([一])[第][一][階][段][:][軸][承][的][超][聲][頻][率][振][動][階][段]
[軸][承][*][早][期][的][故][障][是][表][現(xiàn)][在]250kHz[~]350kHz[范][圍][的][超][聲][頻][率][的][振][動][異][常][,][隨][著][故][障][的][發(fā)][展][,][異][常][頻][率][逐][漸][下][降][移][到]20kHz[~]60kHz[,][此][時][的][軸][承][微][小][故][障][可][被][沖][擊][包][絡(luò)][和][聲][發(fā)][射][的][方][法][檢][測][到][,][沖][擊][包][絡(luò)][值][*][大][可][達]0.5gE([加][速][度][包][絡(luò)][,][振][動][分][析][中][表][示][振][幅][的][一][個][加][速][度][指][標(biāo)])[。]
([二])[第][二][階][段][:][軸][承][的][固][有][頻][率][振][動][階][段]
[隨][著][軸][承][的][運][轉(zhuǎn)][,][軸][承][滾][動][表][面][會][產(chǎn)][生][輕][微][的][缺][陷][,][這][些][輕][微][缺][陷][引][起][的][振][動][會][激][起][軸][承][部][件][的][固][有][頻][率](fn)[振][動][或][軸][承][支][承][結(jié)][構(gòu)][共][振][,][一][般][振][動][頻][率][在]500Hz[~]2kHz[。][同][時][該][頻][率][還][作][為][載][波][頻][率][調(diào)][制][軸][承][的][故][障][頻][率][。][起][初][只][能][觀][察][到][這][個][頻][率][本][身][,][后][期][表][現(xiàn)][為][在][固][有][頻][率][附][近][出][現(xiàn)][邊][頻][。][如][果][用][加][速][度][包][絡(luò)][法][檢][測][會][發(fā)][現(xiàn)][其][包][絡(luò)][值][會][上][升][至]0.5[~]1.OgE[左][右][。][此][時][,][軸][承][仍][可][安][全][運][轉(zhuǎn)][。]
([三])[第][三][階][段][:][軸][承][缺][陷][頻][率][及][其][倍][頻][振][動][階][段]
[隨][著][軸][承][微][小][缺][陷][的][進][一][步][擴][展][,][軸][承][缺][陷][頻][率][及][其][倍][頻][開][始][出][現(xiàn)][,][隨][著][軸][承][磨][損][的][進][一][步][發(fā)][展][,][更][多][缺][陷][頻][率][的][倍][頻][開][始][出][現(xiàn)][,][圍][繞][這][些][倍][頻][以][及][軸][承][部][件][固][有][頻][率][的][邊][頻][帶][數(shù)][量][也][逐][步][上][升][。][此][時][軸][承][的][振][動][已][經(jīng)][比][較][明][顯][,][應(yīng)][考][慮][盡][早][更][換][軸][承][。]
([四])[第][四][階][段][:][軸][承][隨][機][寬][帶][振][動][階][段]
[軸][承][已][經(jīng)][接][近][完][全][失][效][,][軸][承][的][壽][命][已][經(jīng)][接][近][尾][聲][,][甚][至][工][頻][也][受][其][影][響][而][上][升][并][產(chǎn)][生][許][多][工][頻][的][倍][頻][,][而][原][先][離][散][的][軸][承][缺][陷][頻][率][和][固][有][頻][率][開][始]"[消][失]"[,][取][而][代][之][是][隨][機][的][寬][帶][高][頻]"[噪][聲][振][動]"[,][高][頻][噪][聲][振][動][和][包][絡(luò)][值][有滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷][所][下][降][,][但][就][在][軸][承][*][終][失][效][前][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷,][包][絡(luò)][沖][擊][值][會][大][幅][上][升][。]
[三][、][滾][動][軸][承][的][振][動][特][征][分][析][方][法]
([一])[ ][特][征][參][數(shù)][法]
[特][征][參][數(shù)][法][的][優(yōu)][點][在][于][僅][有][少][數(shù)][指][標(biāo)][用][于][解][釋][軸][承][的][狀][態(tài)][,][ ][結(jié)][果][分][析][簡][單][和][方][便][。][在][滾][動][軸][承][診][斷][中][常][用][的][特][征][參][數(shù)][包][括][有][效][值][、][峰][值][等][各][種][時][域][特][征][參][數(shù)][和][重][心][頻][率][等][各][種][頻][域][參][數(shù)][。]
([三])[ ][頻][譜][分][析][法]
[滾][動][軸][承][的][振][動][其][頻][率][成][分][十][分][豐][富][,][ ][既][含][有][低][頻][成][分][,][又][含][有][高][頻][成][分][。][每][一][種][特][定][的][故][障][都][對][應(yīng)][特][定][的][頻][率][成][分][,][ ][需][要][通][過][適][當(dāng)][的][信][號][處][理][方][法][將][特][定][的][頻][率][成][分][分][離][出][來][,][ ][從][而][指][出][特][定][故][障][的][存][在][。]
([三])[包][絡(luò)][法]
[包][絡(luò)][法][的][優(yōu)][點][包][括][它][能][區(qū)][分][同][時][發(fā)][生][在][同][一][個][軸][承][中][的][數(shù)][種][故][障][特][征][的][特][征][,][將][與][故][障][有][關(guān)][的][信][號][從][高][頻][調(diào)][制][信][號][中][取][出][,][ ][從][而][避][免][了][與][其][它][低][頻][干][擾][的][混][淆][,][ ][具][有][極][高][的][診][斷][可][靠][性][和][靈][敏][度][。]
[當(dāng)][軸][承][某][一][元][件][表][面][出][現(xiàn)][局][部][損][傷][時][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷,][在][受][載][運][行][過][程][中][要][撞][擊][與][它][接][觸][的][表][面][而][產(chǎn)][生][沖][擊][脈][沖][力][。][由][于][沖][擊][脈][沖][力][的][頻][帶][很][寬][,][包][含][軸][承][組][件][、][軸][承][座][、][ ][機][器][結(jié)][構(gòu)][及][傳][感][器][的][固][有][頻][率][,][ ][所][以][必][然][激][起][測][振][系][統(tǒng)][的][共][振][。][因][此][,][測][得][的][振][動][加][速][度][信][號][包][含][著][多][個][載][波][共][振][頻][率][,][ ][以][及][調(diào)][制][于][其][上][的][故][障][特][征][頻][率][和][其][諧][波][成][分][。][從][而][可][以][根][據(jù)][實][際][情][況][選][取][某][一][共][振][頻][率][為][中][心][,][使][微][弱][的][軸][承][故][障][信][號][搭][載][在][高][幅][值][的][諧][振][頻][段][傳][遞][出][來][,][再][對][所][測][信][號][進][行][絕][對][值][處][理][,][之][后][采][用][低][通][濾][波][,][即][可][獲][得][調(diào)][制][信][號][的][包][絡(luò)][線][,][然][后][進][行][快][速][傅][立][葉][變][換]FFT[,][即][可][得][到][包][含][故][障][特][征][頻][率][及][其][倍][頻][成][分][的][低][頻][包][絡(luò)][信][號][,][ ][對][包][絡(luò)][信][號][進][行][頻][譜][分][析][就][可][以][很][容][易][地][診][斷][出][軸][承][的][故][障][來][,][這][個][過][程][也][稱][為][共][振][解][調(diào)][。]
滾輪軸承設(shè)計
[一][、][滾][動][軸][承][的][失][效][形][式]
([一])[疲][勞][剝][落]
[滾][動][軸][承][的][內(nèi)][外][滾][道][和][滾][動][體][交][替][進][入][和][退][出][承][載][區(qū)][域][,][這][些][部][件][因][長][時][間][承][受][交][變][載][荷][的][作][用][,][首][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷先][從][接][觸][表][面][以][下][*][大][交][變][切][應(yīng)][力][處][產(chǎn)][生][疲][勞][裂][紋][,][繼][而][擴][展][到][接][觸][表][面][在][表][層][產(chǎn)][生][點][狀][剝][落][,][逐][步][發(fā)][展][到][大][片][剝][落][,][稱][之][為][疲][勞][剝][落][。]
([二])[磨][損]
[由][于][滾][道][和][滾][動][體][的][相][對][運][動][和][塵][埃][異][物][引][起][表][面][磨][損][,][潤][滑][不][良][會][加][劇][磨][損][,][結(jié)][果][使][軸][承][游][隙][增][大][,][表][面][粗][糙][度][增][加][,][降][低][了][軸][承][運][轉(zhuǎn)][精][度][,][因][而][也][降][低][了][機][器][的][運][動][精][度][,][表][現(xiàn)][為][振][動][水][平][及][噪][聲][的][增][大][。]
([三])[擦][傷]
[由][于][軸][承][內(nèi)][外][滾][道][和][滾][動][體][接][觸][表][面][上][的][微][觀][凸][起][或][硬][質(zhì)][顆][粒][使][接][觸][面][受][力][不][均][,][在][潤][滑][不][良][、][高][速][重][載][工][況][下][,][因][局][部][摩][擦][產(chǎn)][生][的][熱][量][造][成][接][觸][面][局][部][變][形][和][摩][擦][焊][合][,][嚴(yán)][重][時][表][面][金][屬][可][能][局][部][熔][化][,][接][觸][面][上][作][用][力][將][局][部][摩][擦][焊][接][點][從][基][體][上][撕][裂][。]
([四])[斷][裂]
[當(dāng)][軸][承][所][受][載][荷][、][振][動][過][大][時][,][內(nèi)][外][圈][的][缺][陷][位][置][在][滾][動][體][的][反][復(fù)][沖][擊][下][,][缺][陷][逐][步][擴][展][而][斷][裂][。]
([五])[銹][蝕]
[水][分][或][酸][、][堿][性][物][質(zhì)][直][接][侵][入][會][引][起][軸][承][銹][蝕][。][當(dāng)][軸][承][內(nèi)][部][有][軸][電][流][通][過][時][,][在][滾][道][和][滾][動][體][的][接][觸][點][處][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][。]
[二][、][滾][動][軸][承][的][失][效][過][程]
[軸][承][失][效][通][常][劃][分][為][四][個][階][段][:]
([一])[第][一][階][段][:][軸][承][的][超][聲][頻][率][振][動][階][段]
[軸][承][*][早][期][的][故][障][是][表][現(xiàn)][在]250kHz[~]350kHz[范][圍][的][超][聲][頻][率][的][振][動][異][常][,][隨][著][故][障][的][發(fā)][展][,][異][常][頻][率][逐][漸][下][降][移][到]20kHz[~]60kHz[,][此][時][的][軸][承][微][小][故][障][可][被][沖][擊][包][絡(luò)][和][聲][發(fā)][射][的][方][法][檢][測][到][,][沖][擊][包][絡(luò)][值][*][大][可][達]0.5gE([加][速][度][包][絡(luò)][,][振][動][分][析][中][表][示][振][幅][的][一][個][加][速][度][指][標(biāo)])[。]
([二])[第][二][階][段][:][軸][承][的][固][有][頻][率][振][動][階][段]
[隨][著][軸][承][的][運][轉(zhuǎn)][,][軸][承][滾][動][表][面][會][產(chǎn)][生][輕][微][的][缺][陷][,][這][些][輕][微][缺][陷][引][起][的][振][動][會][激][起][軸][承][部][件][的][固][有][頻][率](fn)[振][動][或][軸][承][支][承][結(jié)][構(gòu)][共][振][,][一][般][振][動][頻][率][在]500Hz[~]2kHz[。][同][時][該][頻][率][還][作][為][載][波][頻][率][調(diào)][制][軸][承][的][故][障][頻][率][。][起][初][只][能][觀][察][到][這][個][頻][率][本][身][,][后][期][表][現(xiàn)][為][在][固][有][頻][率][附][近][出][現(xiàn)][邊][頻][。][如][果][用][加][速][度][包][絡(luò)][法][檢][測][會][發(fā)][現(xiàn)][其][包][絡(luò)][值][會][上][升][至]0.5[~]1.OgE[左][右][。][此][時][,][軸][承][仍][可][安][全][運][轉(zhuǎn)][。]
([三])[第][三][階][段][:][軸][承][缺][陷][頻][率][及][其][倍][頻][振][動][階][段]
[隨][著][軸][承][微][小][缺][陷][的][進][一][步][擴][展][,][軸][承][缺][陷][頻][率][及][其][倍][頻][開][始][出][現(xiàn)][,][隨][著][軸][承][磨][損][的][進][一][步][發(fā)][展][,][更][多][缺][陷][頻][率][的][倍][頻][開][始][出][現(xiàn)][,][圍][繞][這][些][倍][頻][以][及][軸][承][部][件][固][有][頻][率][的][邊][頻][帶][數(shù)][量][也][逐][步][上][升][。][此][時][軸][承][的][振][動][已][經(jīng)][比][較][明][顯][,][應(yīng)][考][慮][盡][早][更][換][軸][承][。]
([四])[第][四][階][段][:][軸][承][隨][機][寬][帶][振][動][階][段]
[軸][承][已][經(jīng)][接][近][完][全][失][效][,][軸][承][的][壽][命][已][經(jīng)][接][近][尾][聲][,][甚][至][工][頻][也][受][其][影][響][而][上][升][并][產(chǎn)][生][許][多][工][頻][的][倍][頻][,][而][原][先][離][散][的][軸][承][缺][陷][頻][率][和][固][有][頻][率][開][始]"[消][失]"[,][取][而][代][之][是][隨][機][的][寬][帶][高][頻]"[噪][聲][振][動]"[,][高][頻][噪][聲][振][動][和][包][絡(luò)][值][有滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷][所][下][降][,][但][就][在][軸][承][*][終][失][效][前][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷,][包][絡(luò)][沖][擊][值][會][大][幅][上][升][。]
[三][、][滾][動][軸][承][的][振][動][特][征][分][析][方][法]
([一])[ ][特][征][參][數(shù)][法]
[特][征][參][數(shù)][法][的][優(yōu)][點][在][于][僅][有][少][數(shù)][指][標(biāo)][用][于][解][釋][軸][承][的][狀][態(tài)][,][ ][結(jié)][果][分][析][簡][單][和][方][便][。][在][滾][動][軸][承][診][斷][中][常][用][的][特][征][參][數(shù)][包][括][有][效][值][、][峰][值][等][各][種][時][域][特][征][參][數(shù)][和][重][心][頻][率][等][各][種][頻][域][參][數(shù)][。]
([三])[ ][頻][譜][分][析][法]
[滾][動][軸][承][的][振][動][其][頻][率][成][分][十][分][豐][富][,][ ][既][含][有][低][頻][成][分][,][又][含][有][高][頻][成][分][。][每][一][種][特][定][的][故][障][都][對][應(yīng)][特][定][的][頻][率][成][分][,][ ][需][要][通][過][適][當(dāng)][的][信][號][處][理][方][法][將][特][定][的][頻][率][成][分][分][離][出][來][,][ ][從][而][指][出][特][定][故][障][的][存][在][。]
([三])[包][絡(luò)][法]
[包][絡(luò)][法][的][優(yōu)][點][包][括][它][能][區(qū)][分][同][時][發(fā)][生][在][同][一][個][軸][承][中][的][數(shù)][種][故][障][特][征][的][特][征][,][將][與][故][障][有][關(guān)][的][信][號][從][高][頻][調(diào)][制][信][號][中][取][出][,][ ][從][而][避][免][了][與][其][它][低][頻][干][擾][的][混][淆][,][ ][具][有][極][高][的][診][斷][可][靠][性][和][靈][敏][度][。]
[當(dāng)][軸][承][某][一][元][件][表][面][出][現(xiàn)][局][部][損][傷][時][滾動軸承的狀態(tài)檢測與故障診斷,][在][受][載][運][行][過][程][中][要][撞][擊][與][它][接][觸][的][表][面][而][產(chǎn)][生][沖][擊][脈][沖][力][。][由][于][沖][擊][脈][沖][力][的][頻][帶][很][寬][,][包][含][軸][承][組][件][、][軸][承][座][、][ ][機][器][結(jié)][構(gòu)][及][傳][感][器][的][固][有][頻][率][,][ ][所][以][必][然][激][起][測][振][系][統(tǒng)][的][共][振][。][因][此][,][測][得][的][振][動][加][速][度][信][號][包][含][著][多][個][載][波][共][振][頻][率][,][ ][以][及][調(diào)][制][于][其][上][的][故][障][特][征][頻][率][和][其][諧][波][成][分][。][從][而][可][以][根][據(jù)][實][際][情][況][選][取][某][一][共][振][頻][率][為][中][心][,][使][微][弱][的][軸][承][故][障][信][號][搭][載][在][高][幅][值][的][諧][振][頻][段][傳][遞][出][來][,][再][對][所][測][信][號][進][行][絕][對][值][處][理][,][之][后][采][用][低][通][濾][波][,][即][可][獲][得][調(diào)][制][信][號][的][包][絡(luò)][線][,][然][后][進][行][快][速][傅][立][葉][變][換]FFT[,][即][可][得][到][包][含][故][障][特][征][頻][率][及][其][倍][頻][成][分][的][低][頻][包][絡(luò)][信][號][,][ ][對][包][絡(luò)][信][號][進][行][頻][譜][分][析][就][可][以][很][容][易][地][診][斷][出][軸][承][的][故][障][來][,][這][個][過][程][也][稱][為][共][振][解][調(diào)][。]
滾輪軸承設(shè)計