線槽_PVC線槽_電纜接頭_尼龍?jiān)鷰冷壓端子_尼龍軟管_金屬軟管_導(dǎo)軌_汽車線束 - 上海日成電子有限公司RCCN

軸承故障
一。 緒言
軸承的故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)是機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的重要內(nèi)容。
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障中軸承的損壞故障約占30%。
軸承的運(yùn)行質(zhì)量除軸承元件本身的加工質(zhì)量外，軸承的安裝及裝配質(zhì)量影響很大。
滾動(dòng)軸承的失效形式:
疲勞點(diǎn)蝕 :  因受滾動(dòng)壓應(yīng)力
磨損: 因受壓力又有與內(nèi)外座圈的相對(duì)滑動(dòng)    
腐蝕:  潤(rùn)滑油中的水分幾其它化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生銹蝕
裂紋:   由于磨削或淬火時(shí)作用而產(chǎn)生
磨粒磨損:   由于磨屑作用而磨損
失效分析方法簡(jiǎn)介:
      *判定失效形式
      *判定誘發(fā)失效的原因
分析程序：《以軸承為例》
1.了解情況
    1）了解工作條件
    2）載荷情況
    3）轉(zhuǎn)速情況
    4）潤(rùn)滑情況
    5）溫度與介質(zhì)
二。滾動(dòng)軸承的振動(dòng)
隨機(jī)振動(dòng)
由于滾動(dòng)元件的不圓度及表面的粗糙度引起；
又由于軸承工作，使不圓度及    表面粗糙度增大。
2.受機(jī)器各種振動(dòng)的激勵(lì)而引起滾動(dòng)軸承各元件的諧振
1）    鋼球的諧振頻率FBR
         fbr=0.848/2r*(E/2ρ)1/2
               E—彈性模量 N/m2
               P—滾動(dòng)元件材料密度 kg/m3
               R—滾動(dòng)元件半徑 m
2  軸承座圈諧振頻率FRR
       Frr=K* (K2 –1)*a-2 ( EI／M) -2
             a—回轉(zhuǎn)軸線到中性軸半徑 m
             K—共振階數(shù)
             I—座圈繞中性軸的慣性矩 m4
            M—座圈的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 kg/m

1.   內(nèi)圈有剝落fi=fo/2(1+dcosβ/D) Z
2.    外圈有剝落 fo= fo/2(1+dcosβ/D) Z
3.    滾動(dòng)體剝落 fb= Dfo/d[1-(d/D)2cos2β]
4.    保持架有故障 fc=fo/2(1- dcosβ)m
Fo—軸承轉(zhuǎn)頻率
Z—滾珠個(gè)數(shù)
d—滾珠直徑（參閱左圖）
D—軸承滾道節(jié)徑
β—接觸角
m—斷裂數(shù)
*注：不論元件上剝落坑有多少，頻率不變。

4. 裂紋的擴(kuò)展
裂紋的產(chǎn)生及在受載工作中繼續(xù)擴(kuò)展，不但會(huì)引起振動(dòng)，而且能量還會(huì)以熱和聲發(fā)射形式釋放出來(lái)。
三。 軸承各種振動(dòng)在頻譜中的位置
Ⅰ— 各種故障頻率范圍（幾十—幾百 hz）
Ⅱ— 共振頻率范圍（幾十—幾k hz）
Ⅲ— 聲發(fā)射范圍（幾十—幾十k hz）
聲發(fā)射頻帶很寬，工程上都在比較高的頻段中來(lái)捕捉聲發(fā)射的信號(hào)
四 軸承監(jiān)測(cè)與故障診斷方法
1.    振動(dòng)測(cè)試
2.    噪聲測(cè)試
3.    溫度測(cè)定
4.    油液分析（磨屑分析）
5.    軸承間隙測(cè)定
6.    油膜電阻測(cè)定
1。振動(dòng)（噪聲）頻譜分析法
經(jīng)時(shí)域多段平均處理后
50HZ——軸頻
 36.1HZ——保持架通過(guò)頻率
 200.91HZ——外圈通過(guò)頻率
 380HZ——滾動(dòng)體通過(guò)頻率
有故障的滾動(dòng)軸承倒頻譜分析圖特征值
q1—9.470MS（105.60HZ）—
                                         滾珠故障頻率
q2—37.90MS（26.39HZ）——
                                         內(nèi)圈故障頻率
3、SPM（SHOCK PULSE METHOD）和IFD（INCIPIENT  FAILURE  DETECTION）法
原理：故障所引起的低頻（通常是數(shù)百HZ以內(nèi)）沖擊脈沖激起了高頻（數(shù)十倍于沖擊頻率）共振波形，對(duì)它進(jìn)行包絡(luò)、檢波、低通濾波（即解調(diào)），會(huì)獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)于低頻沖擊的而又放大并展寬的共振解調(diào)波形。
共振解調(diào)波的優(yōu)點(diǎn)
1）剔除了低頻振動(dòng)干擾
2）含有未知的故障信息（即S/N↑）
對(duì)于共振解調(diào)波后續(xù)處理方法不同，可分為SPM及IFD法
1）    SPM法
它是應(yīng)用共振解調(diào)波的幅值來(lái)進(jìn)行診斷。共振解調(diào)波通過(guò)峰值檢波、平均、保持、測(cè)得沖擊量值SV。
再用一經(jīng)驗(yàn)公式獲得均一化沖擊量值

DBN=20log＊2000＊SV／n＊Do.6
 
SPM法沖擊判別值
0dB        正常狀態(tài)  顯示在綠框
20 dB     不好狀態(tài)  顯示在黃框
35dB      壞的狀態(tài)  顯示在紅框

2）   IFD法
該法既應(yīng)用共振解調(diào)波的幅值又利用它的頻率信息，即對(duì)共振解調(diào)波進(jìn)行FFT后做頻譜分析，尋找上節(jié)中提到的軸承各元件故障對(duì)應(yīng)的頻率。
4、振動(dòng)的簡(jiǎn)易診斷法
可用簡(jiǎn)易的測(cè)振儀來(lái)獲得軸承工況的信息。
可用多種參數(shù)，如波峰因素、峭度、歪度等。
可直接觀察時(shí)域 波形
五。   實(shí)例
1、某變速箱輸出軸后軸承（型號(hào)為50309）滾動(dòng)體外圈有點(diǎn)蝕，
測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)：
                      時(shí)域信號(hào)出現(xiàn)調(diào)制峰群
輸入軸轉(zhuǎn)速為1484rpm時(shí)：
2258.3Hz為外圈共振頻率
故障調(diào)制頻率：
                      34.47Hz外圈故障
                      23.06Hz滾珠故障
2 同一減速機(jī)另一次測(cè)振時(shí)結(jié)果（中間軸軸承）（型號(hào)50308）
1）、2258.3Hz為外圈共振頻率
2）、34.32Hz為外圈故障通過(guò)頻率
3）、53.1Hz為內(nèi)圈故障通過(guò)頻率
第二部分 滑動(dòng)軸承故障及其診斷
一.滑動(dòng)軸承的故障
1.    潤(rùn)滑不良
2.    間隙不當(dāng)（間隙過(guò)大，間隙過(guò)小）
3.    軸瓦碰摩
二.潤(rùn)滑不良引起的振動(dòng)
1. 半速渦動(dòng) ωj=ω/ 2     ω—軸角頻率
        ωj—軸徑中心O’ 繞軸承中心旋轉(zhuǎn)角頻率，方向同。
一般ωj ≤ ω/ 2
2. 油膜振蕩
              當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到第一臨界轉(zhuǎn)速兩倍時(shí)，而
ωj= ω/2= ωr，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生激 烈振動(dòng)，振幅突然升高。
       ωr —諧振角頻率
3.油液不結(jié)會(huì)引起運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)
           指軸與軸瓦間不能形成穩(wěn)定油膜來(lái)支撐轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)
三. 滑動(dòng)軸承軸瓦間隙不當(dāng)引起的振動(dòng)。
1.    間隙過(guò)小——不能形成穩(wěn)定的油膜層，有小的高頻的振動(dòng)，間有低頻振動(dòng)。
   * 可以通過(guò)瓦溫與回油溫度即可判別。
    2.    間隙過(guò)大——主振頻率為軸頻Fo（與不 平衡及平行不對(duì)中故障類似）徑向振動(dòng)大。
    3.    * 不同處 A）單一方向定向振動(dòng)（松動(dòng)是上下的）
             B）振動(dòng)隨負(fù)荷增大而增大
             C）降低油溫，振動(dòng)會(huì)有下降
             D）頻譜圖上會(huì)出現(xiàn)高頻成分

四. 滑動(dòng)軸承軸瓦碰摩引起振動(dòng)
1.    產(chǎn)生高頻和分頻成分，但不是線性，幅值不穩(wěn)定
2.    與純間隙不當(dāng)?shù)恼駝?dòng)，頻譜更豐富（包括高、低頻）
3.    碰摩愈重，1/2分頻越突出
五. 實(shí)例
1.    空壓機(jī)  額定轉(zhuǎn)速7560r/min，額定功率4170kW，五塊可傾徑向軸承。
問(wèn)題：從7000r/min提升7050r/min，壓縮機(jī)兩端產(chǎn)生振動(dòng)，主頻在1/3Fo，即使再降低轉(zhuǎn)速每明顯好轉(zhuǎn)。
處理：把油溫降低50C
反應(yīng)：振動(dòng)值下降從160μm降至150μm，主頻轉(zhuǎn)為Fo
判定：由于油膜不潔而不穩(wěn)定，引起軸瓦和軸徑干摩擦，潤(rùn)滑不良
維修：把油過(guò)濾除去油中雜質(zhì)及水分
效果：一切正常
2.    空壓機(jī)
額定功率2500kW，額定轉(zhuǎn)速8290r/min，五塊可傾徑向軸承
問(wèn)題：開(kāi)車后發(fā)生間隔2小時(shí)的間歇振動(dòng)，且振動(dòng)循環(huán)周期越來(lái)越短，603ch達(dá)滿量程，主導(dǎo)頻率為軸頻F0，體現(xiàn)定向振動(dòng)最后只得降負(fù)荷降轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
   判定：軸瓦間隙不當(dāng)（過(guò)大）
3.    富氧壓縮機(jī)
額定轉(zhuǎn)速12552r/min
問(wèn)題：汽輪機(jī)靠聯(lián)軸節(jié)端9號(hào)瓦振動(dòng)偏高
分析及處理：在譜圖上除f0外，有f0的2.3……高倍頻成分，隨負(fù)荷增大，振動(dòng)值明顯增大
判定：軸瓦間隙過(guò)大
解體觀察：9號(hào)軸瓦軸承座下面固定螺栓松脫，造成軸瓦松動(dòng)，使間隙偏大
4.    循環(huán)機(jī)壓縮機(jī)
額定功率1860KW，額定轉(zhuǎn)速72094R/MIN，五塊可傾瓦徑向軸承

問(wèn)題：
壓縮機(jī)曾進(jìn)水并造成機(jī)組功率突然提高，排水后重新開(kāi)車，振動(dòng)惡化。
      在800ch，振值由4μm增到10μm
      在801ch，振值達(dá)滿量程
      但機(jī)組軸瓦溫度及潤(rùn)滑油溫度沒(méi)變化
測(cè)定：
F0二陪頻振值明顯增大，在1/2 F0 處出現(xiàn)低值寬帶，但振值不穩(wěn)定，機(jī)組負(fù)荷由80%提高到85%時(shí)，全頻道振值增大，在1/2處振幅增大更明顯。
判定：
由于進(jìn)水后，機(jī)組功率增大，造成轉(zhuǎn)子與末端軸瓦摩碰，使支撐油膜破壞引起激烈振動(dòng)，隨負(fù)荷增加情況惡化。
開(kāi)機(jī)檢查：五塊瓦均有不同程度研磨
六.實(shí)驗(yàn)分析
用短時(shí)付氏變換
S(t.f）=∫-∝+∝x(t)h(t-?)e￣2j?f?d?
分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
1.    非接觸摩擦（有潤(rùn)滑油）：大多分布在3KHz以下

2.    輕度摩擦
（停油，留有一定油量，軸承間油膜時(shí)有破裂，軸與軸承短暫接觸）無(wú)論頻率還是幅值波動(dòng)較大，主頻大致在6KHZ到10KHZ
3.    嚴(yán)重摩擦
油膜完全破裂，軸與軸承持續(xù)接觸）
 由于軸與軸承連續(xù)接觸，接觸面較大，摩擦力的沖擊則較小且穩(wěn)定，所以振值反而比輕度摩擦微笑且平穩(wěn)，其主頻大致在6KHZ左右。
七. 小經(jīng)驗(yàn)介紹：
1.    某廠在長(zhǎng)年監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上得出了一條非常有效而實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)：在軸承座的鉛垂方向和水平方向同時(shí)監(jiān)測(cè)其振動(dòng)值時(shí)，由于軸承座的水平方向剛性小，因此一般來(lái)講水平方向振動(dòng)值大于鉛垂方向。
一旦鉛垂方向的振值>水平方向的振值時(shí)，則軸瓦振裂。
由于軸瓦振裂，間隙增大，剛性減小會(huì)出現(xiàn)各種振動(dòng)頻率成分，并使整個(gè)振動(dòng)振幅增大。

2.    軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲音的診斷
設(shè)備開(kāi)動(dòng)，各部軸承都在飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，必然產(chǎn)生各種聲響。這些聲響中，有的屬于正常的聲響，有的則屬于異常聲響。異常的聲響表現(xiàn)為滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承的故障先兆或是故障正在形成，或已經(jīng)發(fā)生。因此，我們就要通過(guò)各種聲響，采取不同的辦法加以排除，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。
滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中，其正常的工作狀態(tài)是：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輕快、無(wú)停滯現(xiàn)象，發(fā)出的聲音和諧，而無(wú)任何雜音。如為“嘩嘩”聲音，均勻連續(xù)而無(wú)間斷，則為正常的聲響，亦說(shuō)明潤(rùn)滑良好。若有下列聲響者，就是潤(rùn)滑不良的聲音或其他故障聲響：如“咝咝”的聲音：是軸承內(nèi)加脂量不夠，缺少油脂所致，正確的是油的粘度應(yīng)高些，填充空隙在1/2~1/3之間，潤(rùn)滑油面的高度一般不超過(guò)最低的一個(gè)鋼球的中心線。
“咝咝、沙沙”的聲音，是設(shè)備停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或是軸承徑向間隙過(guò)小，形成不了良好的潤(rùn)滑油膜，應(yīng)清洗調(diào)整。
     “嘩嘩”的聲音中有周期性的“嗬羅！嗬羅”聲音，則表明內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)傷痕、溝槽、銹蝕斑點(diǎn)等現(xiàn)象。

“哽哽”聲音，且不連續(xù)，則說(shuō)明滾動(dòng)軸承保持架或內(nèi)外圈有裂紋，經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊裂紋加深加大，是潤(rùn)滑不良所致。
       “嚓嚓！”的聲音，且極規(guī)則，不均勻，則說(shuō)明裝配時(shí)或保養(yǎng)中掉入雜物，即鐵屑、砂?；驖?rùn)滑油不干凈，加油時(shí)帶入的雜質(zhì)。
“沙沙！”的連續(xù)且不規(guī)則的聲音，有可能是內(nèi)圈有軸配合過(guò)松，或外圈與軸承孔配合過(guò)松所致。
      “刺耳的嘯叫”聲音，且設(shè)備振動(dòng)也較大，則是潤(rùn)滑不良，干摩擦，或滾動(dòng)件局部接觸過(guò)緊，內(nèi)外滾道偏斜，軸承外圈配合過(guò)緊等引起。

“咯吧、咯吧！”的尖叫聲，則說(shuō)明滾珠或滾棒破裂，破壞了正常潤(rùn)滑所致。
       “哐當(dāng)、哐當(dāng)！”的敲擊聲，是滑動(dòng)軸承與軸之間的間隙過(guò)大，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在交變力的作用下，軸在軸承中跳動(dòng)，潤(rùn)滑油流失較快，不能形成適當(dāng)?shù)挠湍に?br />“咣！咣！咣！”的聲音，滑動(dòng)軸承停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，軸承潤(rùn)滑油流失，在啟動(dòng)時(shí)的瞬間潤(rùn)滑油未形成一個(gè)完整的具有流體壓力的油膜，未將軸“托”起來(lái)，使軸頸與軸承沒(méi)有足夠的油膜完全隔開(kāi)，相互接觸的緣故