文档介绍：滚动轴承故障
机器振动特征分析(2)
滚动轴承故障
滚动轴承是机器中最精密的部件,公差是其余部件的十分之一。
由于各种原因,只有10%到20%的轴承能达到它们的设计寿命
滚动轴承类型
深槽球轴承
针轴承
角接触球轴承
圆柱滚子轴承
球面滚子轴承
圆锥滚子轴承
滚动轴承为什么会过早损坏?
主要因素之一是过大的动载荷即振动。
理论计算滚珠轴承寿命公式,表明为什么作用在轴承上的动载减少轴承的寿命:
转速愈高,预期的寿命愈短。理论的轴承寿命随轴承承受的的负载的三次方变化。如果设计者只考虑轴承的静载和如皮带拉伸等其他部件静载,则轴承的理论计算寿命会大打折扣。
缩短滚动轴承寿命的因素
例: 重量为2000磅(908公斤)的转子,转速为6000转/分,在直径为3英尺(半径为18英寸=)处的转子上存在一个1盎司()的不平衡质量。此不平衡质量产生的离心力计算:
其它缩短滚动轴承寿命的因素
转子不只承受不平衡,还承受不对中、松动、气蚀或其它故障引起的动载荷,轴承的实际寿命可能还要短。
其它因素:润滑不当,错误润滑剂,灰尘和其它污染物污染,储存不当,潮气,运输或使用时嗑碰、刮伤,错用轴承型号,轴承安装不当等。
最重要的对策是监测滚动轴承的状态,早期发现轴承故障,跟踪其发展趋势,并知道何时需更换轴承;
正确地采集轴承振动特征信号;
分析其振动特征信号,故障诊断;
利用高频包络解调信号处理技术,更有效地监测出轴承故障。
选择合适的监测参数如振动速度、冲击脉冲、解调谱等。
轴承故障原因及其解决
过负荷
引起过早疲劳,(包括过紧配合,布氏硬度凹痕和预负荷)
减少负荷或重新设计
过热
征兆是滚道,球和保持架变色,金色变为蓝色
温度超过400F(204℃)使滚道和滚动体材料退火
硬度降低导致轴承承重降低和早期失效
严重情况下引起变形,另外温升高会降低和破坏润滑性能
轴承故障原因及其解决
布氏硬度凹痕
当负荷超过滚道的弹性极限时产生
滚道上的凹痕增加振动(噪声)
任何静态过负荷和严重冲击产生布氏凹痕
伪布式凹痕
在每个滚珠位置产生的椭圆形磨损凹痕,光滑,有明显边界,周围有磨削
表明严重的外部振动
隔振和使用抗摩添加剂
轴承故障原因及其解决
正常疲劳失效
疲劳失效指滚道和滚动体上发生龟裂,并随之产生材料碎片剥落
这种疲劳为逐渐发生,一旦开始则迅速扩展,并伴随明显的振动增加
更换轴承,和设计有更长疲劳寿命的轴承
轴承故障原因及其解决
反向载荷
角接触轴承的设计只接受一个方向的轴向载荷
当方向相反时,外圈的椭圆接触区域被削平…
结果是应力增加,温度升高,并产生振动增大和轴承早期失效