滚动轴承的故障机理及诊断-论文.docx
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1、北京石油化工学院过程装备状态检测论文题目名称:滚动轴承的故障机理及诊断学生姓名:戴梦专业:过程装备与控制工程学院:机械工程学院年级:过072指导教师:高洁2010年11月18日选题背景、研究意义及文献综述1、 选题背景滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四局部组成。内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转;外圈作用是与轴承座相配合,起支撑作用;滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命;保持架能使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。滚动轴承使用维护方便,工作可靠,起动性能好,在中等速度下承载能力较高。与滑动轴
2、承比拟,滚动轴承的径向尺寸较大,减振能力较差,高速时寿命低,声响较大。2、 研究意义滚动轴承有以下优点:1、摩擦阻力小,功率消耗小,机械效率高,易起动。2、尺寸标准化,具有互换性,便于安装拆卸,维修方便。3、结构紧凑,重量轻,轴向尺寸更为缩小。4、精度高,转速高,磨损小,使用寿命长。5、局部轴承具有自动调心的性能。6、适用于大批量生产,质量稳定可靠,生产效率高。滚动轴承有以下缺点:1、噪音大。2、轴承座的结构比拟复杂。3、本钱较高。本文介绍了滚动轴承的故障类型和开展历程,轴承故障频率的计算公式和包络分析的原理,并通过实例介绍了滚动轴承的诊断方法。一、引言旋转设备约有30%的故障是因滚动轴承引起
3、的,因滚动轴承抱轴、保持架散落造成转子严重损坏给设备造成的损失是巨大的。最初的轴承故障诊断是靠有经验的设备管理和维修人员利用听音棒来判断,只能发现处于晚期的故障,不能及时发现处于早、中期的轴承故障,从而造成设备故障的扩展,并延缓维修时间。随着设备监测诊断技术的开展,各种信号分析与处理技术被用于轴承的故障诊断。振动加速度信号的波峰因数是指时域波形的峰值与均方根值之比,这种方法只适用于轴承点蚀故障的诊断;冲击脉冲技术(ShOCkPu1.seMethOd)是瑞典SKF公司多年对轴承故障机理研究的根底上创造的,它依据滚动轴承在出现疲劳剥落、裂纹、磨损时产生的脉冲性振动强弱判断轴承故障,这种方法受使用者
4、经验、设备干扰因素影响较大。美国EntekTRD公司的峰值能量(SPikeEnergy)技术通过检测高频振动的尖峰诊断轴承的故障;CSI公司的PeakVue技术通过检测轴承产生的应力波诊断轴承故障,对低速轴承故障信号也有良好的响应;这两种技术诊断准确,但是仪器价格偏高。包络分析是采用共振解调技术诊断滚动轴承故障,应用广泛,效果也不错,许多监测仪器采用这一技术。二、滚动轴承的故障形式滚动轴承在正常情况下,长时间运转也会出现疲劳剥落和磨损。而制造缺陷、对中偏差大、转子不平衡、根底松动、润滑油变质等因素会加速轴承的损坏。滚动轴承的主要故障形式与原因如下。1 .疲劳剥落滚动轴承的内外滚道和滚动体交替进
5、入和退出承载区域,这些部件因长时间承受交变载荷的作用,首先从接触外表以下最大交变切应力处产生疲劳裂纹,继而扩展到接触外表在表层产生点状剥落,逐步开展到大片剥落,称之为疲劳剥落。疲劳剥落往往是滚动轴承失效的主要原因,一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。2 .磨损长时间运转使轴承的内外滚道和滚动体外表不可防止地产生磨损,持续地磨损使轴承间隙增大,振动和噪声增加。润滑不良和硬质颗粒进入滚道会加速轴承的磨损。3 .断裂当轴承所受载荷、振动过大时,内外圈的缺陷位置在滚动体的反复冲击下,缺陷逐步扩展而断裂。4 .锈蚀水分或酸、碱性物质直接侵入会引起轴承锈蚀。当轴承内部有轴电流通过时,在滚道和滚动体的接
6、触点处引起电火花而产生电蚀,在外表上形成搓板状的凹凸不平。5 .擦伤由于轴承内外滚道和滚动体接触外表上的微观凸起或硬质颗粒使接触面受力不均,在润滑不良、高速重载工况下,因局部摩擦产生的热量造成接触面局部变形和摩擦焊合,严重时外表金属可能局部熔化,接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂。三、轴承故障的开展历程轴承失效通常划分为四个阶段:第一阶段:在轴承失效的初始阶段,故障频率出现在超声频段。有多种信号处理手段能够检测到这些频率,如峰值能量gSE、应力波PeakVUe、包络谱ESP、冲击脉冲SPM等。此时,轴承故障频率在加速度谱和速度频谱图上均无显示。第二阶段:轻微的轴承故障开始激起轴承元件的
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