滚动轴承的振动诊断ppt课件

第四章滚动轴承的振动诊断，4.1轴承的主要故障形式，4.2滚动轴承的振动信号特征，4.3滚动轴承的故障诊断方法，机械故障诊断，安徽大学技术2，安徽大学技术4.1轴承的主要故障形式，一、概述滚动轴承是机器中最容易损坏的零件之一，约占旋转机械故障的30%。由于设计、加工和安装不良，或者轴承的使用条件差、冲击载荷等原因，在运行一段时间后，有许多方法可以检测这些缺陷。例如，振动信号检测、声发射、铁谱等技术或直接测量温度的振动监测技术是最可靠、最容易实现的。由于其中大部分可以归结为表面劣化和加剧振动，与表面状态相关的振动信号成为检测轴承状态重要数据的专用仪器。例如，用于确定波峰因数的BK-2511振动仪、日本的NB-3轴承监控器、瑞典的MEPA-43冲击脉冲仪、美国的SPM和IRD820振动脉冲能量和峰值分析仪(用于在线使用)，3，研究目的，安化科技大学，4.1轴承的主要失效模式，二，轴承的主要失效形式是磨损：磨粒磨损(杂质)和摩擦磨损(润滑恶化)疲劳剥落：交变应力引起的裂纹，微裂纹的发展，生绣等原因：材料缺陷或交变载荷引起的腐蚀，应力集中，润滑不良等原因：水分或水侵入润滑油，大电流引起的电蚀压痕：过载， 冲击或异物进入滚道胶合和点蚀：由于各种原因，当轴承在高温、高速、重载、瞬时载荷等条件下使用时，滚道或滚动体表面会产生微燃点，局部零件是由于滚道和滚动体表面温度过高造成的。其他失效模式：破损、烧损、电蚀等。 研究目的安徽科技大学，4.2滚动轴承振动信号特征。当滚动轴承元件有缺陷时，随着轴承的转动，缺陷每次接触都会产生冲击振动，具有一定的周期性，其振动频率为0 20khz。(1)滚动轴承的低频振动(接触频率-缺陷特征频率)，假设：(1)滚圈和滚动体之间没有滑动；(2)在径向和轴向载荷作用下，各部分无变形。部件缺陷对应的滚珠轴承频率为(非滚动轴承):(滚珠穿过内圈滚道，滚珠穿过外圈滚道，滚动体缺陷，保持架不平衡，其中：Z滚动体数量；滚筒直径；滚道中径；f0轴承的旋转频率为每秒n/60转。接触角：滚子应力方向与内外滚道垂直线之间的角度。5、研究目的，安化综合技术，与轴承结构有关(由于外力激励会引起振动，无论轴承是否有故障，但它不能代表轴承的异常，所以有必要区分类型)，4.2滚动轴承的振动信号特征，2。滚动轴承的固有频率(共振频率)、钢球的固有频率、轴承环在环面内的固有频率(内外环的弯曲方向)为，其中：e弹性模量；I .轴承环横截面的惯性矩；伽马物质密度；轴承环横截面积；振动的n阶。重力加速度；钢球半径；轴承套圈横截面中性轴直径。这是圆环弯曲方向上的振动频率，以及内径和外径的半径方向和扭转方向上的振动。在公式中，它被计算为单体共振频率，并且结构的计算发生变化。通常，自然频率在几千HZ到几万HZ的范围内，这是人耳听不到的，6.研究目标，安徽工业大学，4.2滚动轴承振动信号特征，3。滚动轴承振动信号特征(特征频率分量)，其中n是正整数；z是钢球的数量；Fc是固定频率；F0是轴承的旋转频率。7，研究对象c(4.3)滚动轴承故障诊断方法，第一，简单诊断方法(仅判断是否有异常)1。测量位置的选择注意：(1)测量位置不应改变，以保证前提一致，最好是轴承座；(2)探头接触面光滑牢固；(3)通常在垂直和轴向方向测量。速度需要三个方向，加速度只需要一个方向。轴承座外露，测量位置：轴承座；轴承座在里面，测量部分：轴承座刚性高的部分或基础。轴承的振动频率范围从几赫兹到几千赫兹。一般小于10HZ，位移测量；10HZ至1KHZ(中频)，测量速度；超过1千赫兹(高频)，加速度测量(通常超过10千赫兹)。速度和加速度是常用的。为了去除其他振动信号，使用滤波器来获得所需的带宽。3.测定周期测定时间间隔取决于经济性，不泄漏异常情况。时间间隔越短越好。9、研究目的、4、绝对值判断标准和相对判断标准，两者都可以使用。不存在适用于所有轴承的绝对标准，不同场合使用的相同轴承的鉴别标准也不同。因此，我们必须注意利用场合来选择合适的标准。低频部分的绝对值准则难以确定，因此采用相对准则或相对判断法。因此，应该用两个标准来判断轴承振动的高低频率。5、简单诊断首先检查润滑状态，加油后几小时和几天进行测量，发现振动明显增加，以确定是否异常；根据各自的情况，制定了特殊的绝对值标准来测量相同条件下的初始振动值，即相对值判别标准。确定决策方案，包括：位置、方向、参数、周期等。测量振动信号，进行比较判断或进一步频谱分析。安徽大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法，10，研究目标，2，低频信号诊断方法，和安徽大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法-低频信号诊断方法。通过直接测量滚动轴承损坏引起的振动，并从振动频谱图中观察到显著的谱线频率来诊断轴承故障。11，研究目标，安化大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法-低频信号诊断方法，12，研究目标，安化大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法-包络法，3，包络法(共振解调法)，当轴承发生故障时，会引起一系列的冲击脉冲，其中包含基频和一系列的频域高次谐波。传感器拾取和电路谐振后，-高频自由衰减振动，即传感器振动由故障脉冲响应调制。这种高频振动的振幅由轴承缺陷引起的脉动激振力调制。在包络法中，信号被从其他低频分量(噪声)中滤除，并且仅获得调制的高频分量(高频自由衰减振动)。经过放大和滤波后，信号被送到峰值跟踪器解调(或低通滤波器)，得到原始低频脉动信号。在此基础上，对轴承缺陷进行了频谱分析。解调波与故障脉冲有独特的对应关系。解调波的振幅反映了故障的严重性，而解调波的基频是轴承故障频率(特征频率)。包络法的优点是有效消除了各种低频分量的干扰，更突出地显示了故障的频谱特征，提取了有用信息，使诊断结果更加准确。13，研究目标，安徽大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法-包络法，低频信号接收法和包络法提取信号处理，14，研究目标，安徽大学技术，4.3滚动轴承故障诊断方法-包络法，在低频信号接收法和包络法得到的频谱图图中，A和C无故障，B和D有故障疲劳磨损的循环接触压应力周期性地作用在摩擦表面上。当金属晶格的弹性应力达到临界值时，会产生微裂纹，然后在膨胀过程中会发生点蚀和颗粒脱落。这些轴承故障的发生和发展伴随着声发射信号。金属材料的声发射频率范围从几十到几百兆赫，信号强度范围从几微伏到几百伏。断层的声发射明显强于干声。因此，声发射信号被用作分析源来研究其频谱。(对于初步诊断效果特别好)、声发射：当固体受到力时，由于内部缺陷的存在，会出现应力集中，导致塑性变形增加或形成裂纹和膨胀，此时会释放弹性波(应变能)。当零件多或系统复杂时，振动信号分析方法的信号复杂且有限。16，研究目的，安徽工业大学，4.3滚动轴承故障诊断方法-声发射诊断方法，声发射方法(优)点1，特征频率明显采用振动加速度计和声发射传感器在同一部分测量信号进行频谱分析，比较如下：a)轴承声发射频谱b)轴承振动信号频谱。4.3滚动轴承故障诊断方法声发射诊断法，2、预测故障时间早期轴承