滚动轴承常见故障及其振动信号特征 简述转轴弯曲故障的主要振动特征
关键词:轴承故障 振动信号
中图分类号:TH133 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0085-02
及时对系统关键部件进行维修和更换可以在一定程度上避免系统工作过程中关键部件损坏带来的系统故障造成的经济损失和人员伤害。滚动轴承为旋转机械的关键部件,其运行状态直接决定转动部件的效率和安全,本文总结了常见的滚动轴承故障种类和轴承故障检测方法,并对轴承振动信号特点进行分析。本文对轴承故障的诊断和设备的维修提供参考作用,有助于实现对轴承故障的原因和种类的预先判断。
1 轴承故障形式及原因分析
滚动轴承在工作过程中,由于装配不当、润滑欠缺、异物侵入或者超负荷运转等都可能引发轴承损坏,或者过载等都可能引发轴承损坏,或者长时间工作后产生疲劳剥落或者自然磨损导致系统故障。常见的轴承故障可总结为损伤和磨损两大类。常见的损伤类故障有疲劳剥落、塑性变形、轴承烧伤、锈蚀、断裂、胶合六种；磨损类故障为轴承长期正常工作引起的渐变性故障。
1.1 疲劳剥落
滚动轴承发生故障的典型方式是其滚动接触发生单纯的疲劳剥落。在工作中,轴承滚子和滚道接触面相对滚动的同时又互相挤压,加上周期交变载荷的作用,长时间工作后,轴承部件接触面将产生小的剥落坑,最终发展为大面积剥落,该现象称作疲劳剥落。。
1.2 塑性变形
当工作载荷过重时,由于滚动轴承承受的过大的冲击力和静载荷的原因,轴承滚道的表面上形成的不均匀凹坑,这种现象主要发生在低速旋转的轴承上。另外由于热变形而引起的额外的载荷也可能使轴承产生塑性变形[1]。
1.3 断裂
过大的负荷是轴承内部部件断裂的主要原因,另外工作过程中摩擦产生的热应力过大时也能引起轴承零件的断裂。
1.4 轴承烧伤
轴承装配存在较大偏斜量时,容易引起轴承温度升高,并出现轴承烧伤现象。另外,轴承润滑不良、应用不合格或者变质的润滑油、装配过紧都能引起轴承的烧伤。设计员在装配设计时热膨胀考虑欠缺,造成运转中间隙越来越小也能引起轴承的烧伤现象。烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火现象。
1.5 锈蚀
水分的侵入使造成轴承锈蚀的原因。轴承工作时其温度高于环境温度,轴承停止工作时,轴承温度下降,空气中的水分易在轴承表面凝结水珠,未及时清理将引起轴承锈蚀。由于保护不当使得水分直接进入轴承也是造成轴承锈蚀的原因。
1.6 胶合
轴承在高速高负荷和润滑欠缺的情况下,摩擦产生的热量能使轴承部件迅速升温,到达一定温度时能引起轴承部件接触的金属表面相互粘接,该现象称作胶合。
磨损轴承在工作过程中,轴承滚子和滚道相对运动产生的挤压力、侵入轴承滚道的杂物能引起轴承的表面磨损,另外润滑不良能加速表面磨损。磨损能增大滚动轴承的游隙,增加轴承工作面粗糙度,降低运转精度,从而引起旋转系统工作精度的降低,工作噪音增大。
2 常见滚动轴承故障检测方法
2.1 油样分析法
通过提取分析轴承润滑油中的金属颗粒的大小形状,判断颗粒的产生原因和位置,从而判断轴承的运转状况。此方法局限于油润滑的轴承,并且该方法受环境影响较大,比如外界金属屑溅入轴承润滑油中。
2.2 温度监测法
通过监测轴承附近部件的温度来观测轴承是否正常运转,比如监测轴承座或者箱体的温度。温度监测对轴承过载、润滑不良引起的温度过高较敏感,常用于报警系统。
声发射法 当滚动轴承通过剥落位置时会有发声现象,并且具有周期性,分析发声周期可以判断故障类型和部位。
2.3 振动法
采用振动传感器采集滚动轴承的振动信号,对其信号进行处理和分析,依据获得信号的特征,判断轴承故障的种类和位置。振动法适用与各种工作状态下的滚动轴承轴承,对振动信号的测试与处理比较简单和直观,对轴承故障的诊断结果比较可靠。
另外还有一些通过经验来判断轴承工作状态的方法。设备运转时,用手触摸轴承外壳,其温度不感觉烫手为正常。反之,则表明轴承的温度过高。周期性的撞击声说明轴承已经有剥落凹痕,刺耳的鸣叫声说明轴承润滑不足或者滚动体局部装配过紧。
3 故障轴承的振动信号特征
按轴承振动信号特点分故障形式一般可以分为表面损伤和磨损类损伤。轴承运转过程中产生的主要特征频率见表1。
3.1 表面损伤类故障
当损伤点滚过轴承元件表面时要产生突变的宽带信号形式的冲击脉冲力,将覆盖轴承系统的高频振动频率引起谐振,从而产生冲击振动。这是损伤类故障的振动信号的基本特点之一,并且故障特征频率一般在2kHz以下。
轴承内圈损伤:当轴承内圈损伤时,若滚动轴承无径向间隙时,会产生频率为nf6的冲击振动。通常滚动轴承有径向间隙,且为单边载荷,由于损伤部分与滚动体接触位置不同,振动振幅会发生周期性的变化,即发生振幅调制。若以轴频率进行调制,其振动频率为。
轴承外圈损伤:轴承外圈损伤时也会产生冲击振动振动频率为。
滚动体损伤:当滚动体产生损伤时,缺陷部位通过滚道表面时将产生冲击振动,并以公转频率进行调制,其振动频率为。
3.2 磨损类故障
磨损类故障是轴承在长时间工作时产生的一种渐变性故障。轴承工作面磨损后产生的振动信号与正常轴承的振动信号有着相同的性质,两者的波形都是规则的。但轴承磨损后的振动信号幅值明显高于正常轴承,这是已磨损轴承的振动信号区别于正常轴承的基本特点。
4 结语
滚动轴承故障种类较多,本文对其故障原因和种类进行分类总结,有利于及时对轴承故障进行诊断并采用合理的处理方法；采集轴承的振动信号并进行分析处理后,依据获得的振动信号特征,可诊断出轴承故障部位,并且在实时信号处理系统的辅助下,易于实现轴承状态的实时监测。
参考文献
[1] 滚动轴承故障分析与探讨[M].内燃机配件,2000(3).
[2] 滚动轴承故障分析与检查维护[J].科技传播,2010.5(上).
简述对轴承白裂纹的认识
此外，合理设计机械装置，避免和降低外力对轴承的影响。最后，合理调整轴承的润滑方式，保证轴承能够良好运行。轴承白裂纹是轴承常见故障之一，我们需要认识到其成因和危害，及时采取有效措施来防止和修复。只有保障轴承的质量和正常运行，才能提高机械设备的稳定性和可靠性，为生产和工作的顺利进行提供保障。
电机异响的原因及其处理方法
轴承出现故障 当电动车电机的轴承出现故障时，会导致间隙变大，进而影响电机的正常运行，产生异响。解决这个问题的方法是更换新的轴承。磁钢松动脱落 如果电动车电机内部的磁钢松动脱落，电机性能会下降，运行时会产生噪音。为了解决这个问题，需要重新粘接磁钢。轴向出现窜动 如果电动车电机内部的轴向出现窜动...
牵引电动机的常见故障与处理
牵引电动机的故障分析与处理: 一、轴承故障 这是发生在机械方面最主要的故障,而且问题往往较复杂,还导致了别的故障发生。由于牵引电机的工作条件恶劣,其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨,滚性及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大,内圈松动或咬死,轴电流电蚀及润滑脂变质,轴承甩油...
如何处理球磨机主轴承温度过高故障
球磨机轴承 原因一：球磨机轴承润滑不良润滑系统能保障球磨机轴承防止金属修饰、异物侵入，可起到密封作用；能排除摩擦热、减轻摩擦及磨损，可防止轴承升温过高、延长轴承寿命。因此具备良好的润滑是保证轴承正常运行的必要条件。据统计显示，因润滑不良导致轴承损坏占40%，主要体现在：1、润滑油脂过多或过少；...
汽车出现变速箱轴承异响故障,应该怎么维修?
如果维修总成，齿轮中心迁移，也会发出声音，在这种情况下，应对坍塌情况进行检查，必要时更换新的。在长期使用过程中，由于频繁换挡，变速箱内的零件难免会磨损变形，导致变速箱困难、自动换挡、运行噪音等故障现象，影响使用。因此，在日常使用中，要检查变速箱满负荷时的工作状况，观察变速箱的传动是否平稳...
车轮轴承坏了什么症状
轴承损坏的常见故障如下1、轻微损坏时，你会感觉到频率相同的颠簸，也就是每转一圈或者几圈的时候会有一个过坎的感觉。2、严重的时候只要你坐上去就会嘎达响声。3、再严重会直接卡死。后轮无法转动，只能拖动。其实如果怀疑轴承损坏还有一个很简单的方法。直接把踏板车举起，启动，让后轮空转，找一个...
水导轴承常见的故障是什么?怎样处理?
常见故障是瓦温升高，甚至超过规定而引起烧瓦事故。对于橡胶轴承由于供水管路系统中水生物或其它杂物，造成供水系统堵塞，使润滑水压下降，进水量减少甚至中断，或因自流供水阀误关，而备用水自动装置又发生故障不能投人引起烧瓦事故。事故停机后，做好安全措施，进行导轴瓦更新检修、在检修装配过程中，避免杂物...
转子有哪些常见故障,怎么修理?
如无法找到故障点的，只能对换向器进行更换，同时转子绕组也需要更换。换向器云母片凸出的，可将钢锯条带齿的一侧打磨薄后，将云母片刻低，并进行倒角和研磨处理。2、轴承损坏电动工具常用的轴承型号有608、629、101、102、200、201等。轴承的常见故障是间隙过大、轴承碎裂、跑外套、跑内套、抱死等。对...
变速箱一轴轴承坏了有什么现象
解决方法：1、如果汽车怠速时或行驶过程中，在驾驶室听到变速器部位有异响。可能是变速器油缺少或油质变坏;变速器轴承磨损、松旷或轴承损坏;变速器轴弯曲;齿轮啮合不正常。处理措施为汽车行驶中有金属干摩擦声，用手摸变速器外壳有烫手的感觉，这是由于缺少润滑油或润滑油变质而引起的响声，应加油或检查...
汽车发动机常见的故障和解决方法
作为汽车的核心组成部分,发动机的工作稳定性直接关系到整车的安全性和可靠性。然而,在汽车使用过程中,发动机常常会出现各种故障,从而影响汽车性能并增加了驾驶员的经济压力。本文将介绍汽车发动机的常见故障及其维修方法,帮助读者更好地了解和解决这些问题。 一、发动机无法启动 发动机无法启动可能是由于电池没电、点火系统...
箕顷易使：[答案] 滚动轴承的故障现象一般表现为两种,一是轴承安装部位温度过高,二是轴承运转中有噪音.1.轴承温度过高在机构运转时,安装轴承的部位允许有一定的温度,当用手抚摸机构外壳时,应以不感觉烫手为正常,反之则表明轴承温度过...
广西壮族自治区17614016157： 求问滚动轴承常见故障有哪些? - ？
箕顷易使： 滚动轴承的故障现象一般表现为两种,一是轴承安装部位温度过高,二是轴承运转中有噪音. 1.轴承温度过高 在机构运转时,安装轴承的部位允许有一定的温度,当用手抚摸机构外壳时,应以不感觉烫手为正常,反之则表明轴承温度过高. 轴...
广西壮族自治区17614016157： 流动轴承的常见故障有哪些 - ？
箕顷易使： 滚动轴承是转动设备中应用最为广泛的机械零件,同时也是最容易产生故障的零件.据统计,在使用滚动轴承的转动设备中,大约有30%的机械故障都是由于滚动轴承而引起的.滚动轴承的常见故障形式有以下几种. 1. 疲劳剥落(点蚀) 滚动...
广西壮族自治区17614016157： 滚动轴承有哪些常见故障?如何修复? - ？
箕顷易使： 草坪机械大多采用滚动轴承.滚动轴承成本高,但从使用中的好处和维修费用等方面,一般比使用滑动轴承节约30%以上.滚动轴承的结构如图9-23所示. 图9-23 滚动轴承的结构 (1)滚动轴承的常见故障 滚动轴承在使用过程中由于本身质...
广西壮族自治区17614016157： 滚动轴承常见故障的发生原因是什么 - ？
箕顷易使： 车用滚动轴承长期在高温、高速、高负荷条件下工作.使用过久之后,往往容易产生磨损、 烧蚀、斑点、破裂和疲劳剥落等现象,常见其损坏形式和原因有以下几点: (1)轴承工作表面接触应力过大,承受负荷表面磨损和疲劳剥落:这种损坏...
广西壮族自治区17614016157： 滚动轴承故障诊断技术 - ？
箕顷易使： 你好,我是凯美瑞轴承的工程师.滚动轴承故障诊断方法有以下几种1.温度法通过监测轴承座(或箱体 )处的温度来判断轴承工作是否正常.温度监测对轴承载荷、速度和润滑情况的变化反映比较敏感,尤其是对润滑不良而引起的轴承过热现...
广西壮族自治区17614016157： 滚动轴承的振动检验标准有什么? ？
箕顷易使： 一.轴承质量检测振动标准 1.振动加速度国家标准(俗称Z标) 该标准制定比较早,以测量轴承旋转时的振动加速度值,来判定轴承的质量等级,分为Z1、Z2、Z3由低到高...
广西壮族自治区17614016157： 轴承故障有哪些 - ？
箕顷易使： 之间的间隙过大
广西壮族自治区17614016157： 滚动轴承轴箱装置主要有哪些故障 - ？
箕顷易使： 主要有: 1)轴承的损伤:常见形式有裂损(内圈破裂、滚子裂纹、保持架裂纹破碎)、剥离、辗皮、麻点、划伤凹痕、压痕、擦伤、烧附、电蚀、腐蚀(色斑、蚀刻、蚀坑)等十种. 2)轴箱体及附件的损伤:常见有筒内表面擦伤、划痕、锈蚀;弹簧托盘锈蚀、磨损;各附件的碰伤、变形、锈蚀等. 3)滚动轴承热轴.
