故障诊断PPT第6讲轴承.ppt

研究目标 Anhui University of Technology 低频信号接收法和包络法得到的谱图 图中a、c无故障， b、d有故障， a、b低频信号接收法， c、d包络法 ４.３滚动轴承故障诊断法 Anhui University of Technology 四、声发射诊断法 　 原理： 疲劳断裂——交变载荷作用，金属产生错位运动，首先产生疲劳裂 　　　　　　　　　纹，再沿着最大切向应力方向扩展（一般是外圈）， 　　　　　　　　　直至断裂。 　　　疲劳磨损——循环接触压应力周期地作用在摩擦表面上，金属晶格 　　　　　　　　　的弹性应力达到临界值就会产生微观裂纹，进而扩展 　　　　　　　　　出现麻点、微粒脱落。 　　这些轴承故障的发生与发展都伴随着声发射信号的发出。金属材料声发射频率为几十到几百兆赫，信号强度为几微伏到几百伏。故障的声发射明显强于燥声的声发射。所以以声发射信号作为分析源，来研究其频谱。 （特别用于初期诊断效果好） 声发射：当固体受力的作用时，由于内部缺陷的存在，会产生应力集中， 　　　　使塑性变形加大或形成裂纹及扩展，这时均要释放弹性波（应变能）。 　　当零件多时或系统复杂时，振动信号分析法信号复杂而受到限制。 ４.３滚动轴承故障诊断法 研究目标 Anhui University of Technology 声发射法特点 １、特征频率明显 　　用振动加速度计和声发射传感器在同一部位测得信号进行频谱分析，比较如图。 ２、预报故障时间早 　　 轴承微裂纹的扩展有一个过程，这个阶段不足以引起明显振动，而只要有裂纹产生，就有声发射。 　　　　　　　　　a)轴承声发射频谱图　　b)轴承振动信号频谱图 ４.３滚动轴承故障诊断法 研究目标 Anhui University of Technology 五、轴承其他诊断方法 １、油液分析法；２、油膜电阻诊断法—轴承零件之间有较好的油膜则内外圈之间的电阻大，可达兆欧，不受尺寸限制，但低速不行，不适合点蚀诊断。３、光纤检测诊断法；４、温度检测法；５、间隙测定诊断法　 ４.３滚动轴承故障诊断法 第４章　滚动轴承的振动诊断 ４.１轴承主要故障形式 ４.２滚动轴承振动信号特征 ４.３滚动轴承故障诊断法 机械故障诊断学 Anhui University of Technology Anhui University of Technology ４.１轴承主要故障形式 一、概述 滚动轴承是机器中最易损坏的零件之一，约占旋转机械故障的 30% 产生各种各样轴承缺陷原因：由于设计、加工、安装不好，或轴承服役条件不佳，突出载荷的袭击等，运行一段时间后出现 检测这些缺陷的方法很多，如：振动信号检测、声发射、铁谱等技术或直接测定温度 （车轮轴承温度监测）。 振动监测技术最为可靠容易实现 因为大部分可归纳为表面劣化而使振动加剧，所以与表面状态有关的振动信号成了检测轴承状态的重要资料 专用仪器，如：测定波峰因素的BK-2511振动仪、日本NB-3轴承监视器、瑞典MEPA-43冲击脉冲仪、SPM及美国IRD820振动脉冲能量和峰值分析仪（用于在线） 研究目标 Anhui University of Technology ４.１轴承主要故障形式 二、轴承主要故障形式 磨损：磨料磨损（杂质）和摩擦磨损（润滑恶化） 疲劳剥落：交变应力作用、微小裂纹的发展、生绣等原因引起 裂纹：由材料缺陷或交变载荷、应力集中、润滑不良等引起 腐蚀：湿气或水侵入润滑油、较大电流引起电腐蚀（铜铝管） 压痕：过载、撞击或异物进入滚道 胶合和点蚀：因为各种原因，当轴承在高温、高速、重载、瞬间载荷等使用条件下，滚道或滚动体表面产生微小烧损点，滚道和滚动体表面温度过高而使局部熔合在一起即胶合。 其他故障形式：破损、烧损、电蚀等 研究目标 Anhui University of Technology ４.２滚动轴承振动信号特征 1.不考虑接触变形；2.纯滚动；3.忽略径向游隙；4.不考虑润滑油膜；5.外圈不动。 研究目标 Anhui University of Technology ４.２滚动轴承振动信号特征 滚动轴承元件出现缺陷时，随着轴承的旋转，缺陷每接触一次就会产生一次冲击振动，具有一定的周期性，其振动频率在0～20kHz。 一、 滚动轴承的低频振动（接触频率---缺陷特征频率） 　内圈旋转频率 滚珠通过内圈滚道 滚珠通过外圈滚道 滚动体自转 保持架旋转频率 式中：z滚动体个数；d滚动体直径；D滚道节径；f0轴承回转频率，为每秒转数n/60。 接触角：滚动体受力方向与内外滚道垂直线的夹角。 研究目标 An