热电厂振动培训讲义

1、 戴凤涛戴凤涛2014.02 n 第一章第一章 振动基础振动基础n 第二章第二章 旋转机械典型振动故障特征旋转机械典型振动故障特征识别识别 物体相对于平衡位置所作的往复运动称为机械振动。简称振动。 例如，机器箱体的颤动、管线的抖动、叶片的摆动等都属于机械振动。 振动用基本参数、即所谓“振动三要素” 振幅、频率、相位加以描述。 一一 振动的基本概念振动的基本概念xn振幅振幅 A (Amplitude) 偏离平衡位置的数值。描述振动的规模。n频率频率 f (Frequency) 描述振动的快慢。单位为次/秒(Hz) 或次/分(c/min) 。 周期周期 T = 1/f 为每振动一次所需的时间，单位

2、为秒。 圆频率圆频率 = 2 f 为每秒钟转过的角度，单位为弧度/秒n初相角初相角 (Initial phase) 描述振动在起始瞬间的状态。 一一 振动的基本概念振动的基本概念 一一 振幅振幅 振幅是物体动态运动或振动的幅度。 振幅是振动强度和能量水平的标志，是评判机器运转状态优劣的主要指标。 n瞬时值瞬时值 (Instant value) 振动的任一瞬时的数值。n峰值峰值 (Peak value) 振动离平衡位置的最大偏离。n平均绝对值平均绝对值 (Average absolute value)n均值均值 (Mean value)n 有效值有效值 (Root mean square val

3、ue) 振动的均方根值 TtxTx0avd 1TtxTx0d 1TtxTx02rmsd 1xpx = x(t) 1 振幅的量值振幅的量值 正峰值负峰值平均绝对值有效值平均值峰峰值各幅值参数是常数，彼此间有确定关系n峰值峰值 xp=A; 峰峰值峰峰值 xp-p=2An平均绝对值平均绝对值 xav=0.637An有效值有效值 xrms=0.707An平均值平均值简谐振动的幅值参数简谐振动的幅值参数0 x复杂振动的幅值参数各幅值参数随时间变化，彼此间无明确定关系正峰值负峰值峰峰值xrms 一一 振幅振幅 n振幅分别用振动位移、振动速度、振动加速度值加振幅分别用振动位移、振动速度、振动加速度值加以描述

4、、度量，三者相互之间可以通过微分或积分以描述、度量，三者相互之间可以通过微分或积分进行换算。进行换算。n在振动测量中，振动位移的量值为峰峰值，单位是在振动测量中，振动位移的量值为峰峰值，单位是微米微米m或密耳或密耳mil；n振动速度的量值为有效值，单位是毫米振动速度的量值为有效值，单位是毫米/秒秒mm/s或或英寸英寸/秒秒ips；n振动加速度的量值是单峰值，单位是重力加速度振动加速度的量值是单峰值，单位是重力加速度g或米或米/秒平方秒平方m/s2，1g = 9.81m/s2。2 振幅的描述振幅的描述 2 振幅的描述振幅的描述 位移振幅位移振幅 位移描述了质点偏移平衡位置的程度，反映了位移与质点

5、位移描述了质点偏移平衡位置的程度，反映了位移与质点 的位能关系。位移大，质点的势能就大，因此，位移可监测位能对部的位能关系。位移大，质点的势能就大，因此，位移可监测位能对部 件的破坏作用；件的破坏作用； 位移幅值对低频振动信号非常敏感，异常间隙故障、磨损位移幅值对低频振动信号非常敏感，异常间隙故障、磨损 故障、非线性摩擦及松动等故障，都会激励起很大的位移响应。故障、非线性摩擦及松动等故障，都会激励起很大的位移响应。 1500rpm1500rpm以下的低速设备，以下的低速设备，一定要关注位移振幅！一定要关注位移振幅！Ad 速度振幅速度振幅 物理意义物理意义 速度是位移对时间的变化率，描述了质点的

6、运动速率，速度是位移对时间的变化率，描述了质点的运动速率， 速度越快，动能越大，即速度反映了质点的动能。速度越快，动能越大，即速度反映了质点的动能。 工程意义工程意义 速度反映了分析频段内时间历程信号的振动能量，即机速度反映了分析频段内时间历程信号的振动能量，即机 器的振动烈度，因此，速度的表征参数用有效值器的振动烈度，因此，速度的表征参数用有效值(mm/s)(mm/s)表示。不表示。不 论是低速设备，还是高速设备，都要关注对振动速度的测量分析。论是低速设备，还是高速设备，都要关注对振动速度的测量分析。mAD1滚动轴承出现磨损故障时，会导致振动速度增大滚动轴承出现磨损故障时，会导致振动速度增大

7、 2 振幅的描述振幅的描述 加加速度振幅速度振幅 加速度是速度对时间的变化率（加速度是速度对时间的变化率（v/t ），是描述物体，是描述物体 速度改变快慢的物理量。速度变化量为速度改变快慢的物理量。速度变化量为0 0 ，是匀速运动，加速度也，是匀速运动，加速度也 必然为必然为“0 0”， 所以，加速度值与速度的大小没有必然联系。只有所以，加速度值与速度的大小没有必然联系。只有 在外力作用下速度发生改变时，才会使加速度增大。在外力作用下速度发生改变时，才会使加速度增大。 牛顿第二定律（牛顿第二定律（a=F/m a=F/m ）说明，加速度幅值反映了单位质量所）说明，加速度幅值反映了单位质量所 受合

8、外力的状况，受到的合外力越大，瞬间产生的加速度就越大。由此推受合外力的状况，受到的合外力越大，瞬间产生的加速度就越大。由此推 断，如果振动加速度增大，振动系统必然是受到了断，如果振动加速度增大，振动系统必然是受到了外力干扰外力干扰，因此，通过，因此，通过 监测加速度幅值的变化，可以分析系统中监测加速度幅值的变化，可以分析系统中有冲击力特征有冲击力特征的振动故障。的振动故障。DVa2 2 振幅的描述振幅的描述振动位移、速度、加速度之间的关系 )2sin(ddtAtxv)sin(dd222tAtxatAx sinl位移、速度、加速度都是同频率的简谐波。l三者的幅值相应为A、A、A 2。l相位关系：

9、加速度领先速度90; 速度领先位移90。xvaxva加速度加速度 (Acceleration)速度速度 (Velocity)振动位移振动位移 (Displacement)什么时候使用位移、速度或加速度？ 在低频范围内在低频范围内(10Hz)，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。因为频率低强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。因为频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数值相对较小且

10、变化量更小，因此振动位移能够更清晰地反映出振动强度的大值相对较小且变化量更小，因此振动位移能够更清晰地反映出振动强度的大小；而频率高，意味着振动次数多、过程短，速度、尤其是加速度的数值及小；而频率高，意味着振动次数多、过程短，速度、尤其是加速度的数值及变化量大，因此振动强度与振动加速度成正比。变化量大，因此振动强度与振动加速度成正比。 也可以认为，振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的也可以认为，振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大小。大小，振动加速度反映了冲击力的大小。 在实际应用中，大型旋转机械的振动用振动位移的峰峰值在实际应用

11、中，大型旋转机械的振动用振动位移的峰峰值m表示，用装表示，用装在轴承上的非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动；一般转动设在轴承上的非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动；一般转动设备的振动用振动速度的有效值备的振动用振动速度的有效值mm/s表示，用手持式或装在设备壳体上靠近表示，用手持式或装在设备壳体上靠近轴承处的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器（如今主要是加速度传感轴承处的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器（如今主要是加速度传感器）来测量；齿轮和滚动轴承的振动用振动加速度的单峰值器）来测量；齿轮和滚动轴承的振动用振动加速度的单峰值g表示，用加速表示，用加速度传感器来测量。

12、度传感器来测量。 频率频率f是物体每秒钟内振动循环的次数，单位是赫兹是物体每秒钟内振动循环的次数，单位是赫兹 Hz。频率是振动特性的标志，是分析振动原因的重要依据。频率是振动特性的标志，是分析振动原因的重要依据。机器振动故障的发生、发展，都会引起信号频率结构的变化，并且不同故机器振动故障的发生、发展，都会引起信号频率结构的变化，并且不同故障所生成的频率成分之间，交叉叠加。因此，振动信号的幅值分析，尚不障所生成的频率成分之间，交叉叠加。因此，振动信号的幅值分析，尚不能对其振动性质、内在变化、动态行为、故障原因等根本问题作出确定性能对其振动性质、内在变化、动态行为、故障原因等根本问题作出确定性结论

13、，这些问题的最终解决，都需要把复杂的时间历程信号，由时域分析结论，这些问题的最终解决，都需要把复杂的时间历程信号，由时域分析转换到频域分析转换到频域分析频谱分析技术。频谱分析技术。频谱分析是机械故障诊断中最常用的信号处理技术之一，主要解决四项问题：频谱分析是机械故障诊断中最常用的信号处理技术之一，主要解决四项问题： 观察振动信号中的频率成分和分布范围；观察振动信号中的频率成分和分布范围； 计算频率幅值（或能量）的大小；计算频率幅值（或能量）的大小； 确定影响设备状态的主要激振频率；确定影响设备状态的主要激振频率； 识别振动信号的相位信息（相位谱）。识别振动信号的相位信息（相位谱）。 二二 频率

14、频率 tx(t) t50HzX(t1)t75HzX(t2)t100HzX(t3)通过数学计算的方法，把复杂的时间历程信号分解成一系列相对应的简谐信号，再从频域观察、分析各谐波信号的频率结构和幅值。 fX(f)5075100振幅反映了设备的振动状况，频谱揭示了设备振动的频率结构和可能的故障原因振幅反映了设备的振动状况，频谱揭示了设备振动的频率结构和可能的故障原因 t+psp+st+pp通过或传感器方法测量，有4种标注方式 +p 正峰点相位； p 负峰点相位； +S 正零点相位； SS 负零点相位1- -91827 一一 设备振动监测方法设备振动监测方法43主变流机组基本结构与振动测点示意图 励磁

15、机 交流机 220KW 直流机 220KW234615 5U190-4J02-H-81/L3 55Kw/3000r/min主滑油泵结构见图1234 一一 设备振动监测方法设备振动监测方法 一一 设备振动监测方法设备振动监测方法 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价国家振动标准解析重点国家振动标准解析重点A AB BC CD D定义：定义： 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价国家振动标准解析重点国家振动标准解析重点 报警限值报警限值 振动值振动值B/C B/C 区边界值区边界值25%25% 停机限值停机限值 振动值振动值C/D C/D 区

16、边界值区边界值25% 25% 停机值！停机值！A AB BC CD D 报警值25% 停机值25% 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价A AB BC CD D1.41.422222.82.845454.54.5（7.17.1）717137372.32.371714.54.51131137.17.1（11.211.2）V V mm/sV V mm/sD D mD D m刚性支承柔性支承1515300KW300KW 160mm160mmH H 315mm315mm 中型机机器振动评价标准 A AB BC CD D2.32.329294.54.557577.17.1（11.211.2）909

17、045453.53.590907.17.11401401111（1818）V V mm/sV V mm/sD D mD D m刚性支承柔性支承300KW300KW50Mw50Mw HH315mm315mm 大型机机器振动评价标准 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价2 2 设备状况的有效评价设备状况的有效评价有效评价机器的运行质量，必须建立符合实际工况条件的评价标准体系，这需要有两个支持条件，一是对系统、设备、部件有较详细的了解；二是在工作中不断地的积累经验数据。有些好经验是可以借鉴的： 与经典标准比较与经典标准比较 经典标准是从大量的实践案例中提炼出来的，有较高的可信性，可 参照性。可

18、以针对不同的设备和运行环境，用成熟的标准直接进行 评价但不能完全生搬硬套，要在应用中比较，在比较中理解，在理 解中升华。因此熟读、比较不同标准是一项基础性的工作。 与同类设备数据作横向比较与同类设备数据作横向比较 根据条件的相似性，同类设备具有相同的基础条件、运行环境，其 振动响应有一致性，把数据作横向比较，能科学判断设备异常情况 二二 设备振动标准与评价设备振动标准与评价 与历史数据作纵向比较与历史数据作纵向比较 把实时振动数据，与自己过去的历史数据作纵向比较，能清晰地反映 出设备自身的变化情况和运行轨迹，即可对设备质量作出评价。 建立建全设备运行记录，可以对设备的健康状况作出趋势分析，同时

19、， 能对建立规范性评价标准积累大量的数据信息。15 30 5015 30 50A A m/s2HA HA m/s2V V mm/s2D D mdBdBn ndBdBdBc cdBB BA AC CD D2.5 4.5 7.12.5 4.5 7.13030808050507.0 15 207.0 15 2020 20 3030 405.0 15 205.0 15 20振动状况综合评价标准模型振动状况综合评价标准模型 振动位移振动位移 振动速度振动速度 振动加速度振动加速度 高频加速度高频加速度 轴承冲击值轴承冲击值 轴承地毯值轴承地毯值 第二章第二章 旋转机械典型振动故障特征识别旋转机械典型振动

20、故障特征识别 n机械设备最常见的振动故障形式机械设备最常见的振动故障形式n轴系质量不平衡故障轴系质量不平衡故障n轴系对中不良故障轴系对中不良故障n轴系松动磨损故障轴系松动磨损故障n轴承故障轴承故障60%13%12%10%根据设备历史振动监测数据并结合近几年来的振动监测数据作综合分析，根据设备历史振动监测数据并结合近几年来的振动监测数据作综合分析， 机械设备存在的主要振动故障有五种类型机械设备存在的主要振动故障有五种类型：n其它故障其它故障 5% 第一节第一节 不平衡故障不平衡故障 2 2 轴系质量不平衡故障产生的影响轴系质量不平衡故障产生的影响 设备振动超标、噪音增大；设备振动超标、噪音增大；

21、 破坏轴系的对中联结破坏轴系的对中联结； 破坏轴系密封破坏轴系密封； 加速轴承损坏加速轴承损坏； 使轴系运转部件磨损使轴系运转部件磨损； 使轴系运转紊乱使轴系运转紊乱；F=Me2=mr2一一 不平衡振动故障的危害性不平衡振动故障的危害性OLAB二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析1 1 不平衡振动的故障机理分析不平衡振动的故障机理分析 M Fe eerm m Fr通俗的讲，不平衡振动的根本原因就是旋转体上存在者多余的质量。因此，转子质量通俗的讲，不平衡振动的根本原因就是旋转体上存在者多余的质量。因此，转子质量中心和旋转中心线之间有一定的偏心距存在，使转子在旋转时形成周期性

22、的离心力干中心和旋转中心线之间有一定的偏心距存在，使转子在旋转时形成周期性的离心力干扰，并通过扰，并通过“转子转子轴承轴承”系统，在支承上产生动载荷（动反力），从而使机器产生系统，在支承上产生动载荷（动反力），从而使机器产生左右摇摆左右摇摆“不平衡不平衡”振动。振动。消除不平衡振动的条件：消除不平衡振动的条件：F=FrMe e2 2=mr=mr2 2 Me = mr=Ue = mr=U不平衡量不平衡量e =mrMUM =2 2 不平衡的不平衡的3 3种基本类型种基本类型 静不平衡静不平衡 ( (力不平衡）力不平衡）yxemUeFz2/FFA2/FFBxm旋转轴线主惯性轴线ACB 主惯性轴线与回

23、转轴线平行；主惯性轴线与回转轴线平行； 转子只存在离心惯性力，即静不平衡力，而不平衡离心力偶为零；转子只存在离心惯性力，即静不平衡力，而不平衡离心力偶为零； 静不平衡在两轴承上存在着大小相等的对称作用力；静不平衡在两轴承上存在着大小相等的对称作用力； 静不平衡在静止状态下可以观察到，并在重心平面内与不平衡量的反方向施加单个静不平衡在静止状态下可以观察到，并在重心平面内与不平衡量的反方向施加单个 配重后可进行校正。配重后可进行校正。 因转子重心线平行偏于轴线一侧，轴线涡动的轨迹呈现出圆柱形，这种振动称为圆因转子重心线平行偏于轴线一侧，轴线涡动的轨迹呈现出圆柱形，这种振动称为圆 柱形振动柱形振动

24、二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析 偶不平衡偶不平衡 zx2mFB=F2*a/LF2 2ACB1mF1 1FA=F1*a/LaLyxACB转子偶不平衡力学模型。 二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析 动动不平衡不平衡 z2m1maF F2 2F F1 1yxF FACBCBA二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析3 3 转子不平衡故障的特征转子不平衡故障的特征n波形为简谐波，少毛刺。n轴心轨迹为圆或椭圆。n1X频率为主。n轴向振动不大。n振幅随转速升高而增大。n过临界转速有共振峰。1X频率(水平)1X频率(水平)1X频率(铅垂)

25、1X频率(铅垂)轴向很小轴向很小二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析4 4 常见的转子不平衡形式及特征常见的转子不平衡形式及特征二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析5 5 刚性转子的平衡刚性转子的平衡 动平衡前需要知道转子的动力特性，转子一般划分成刚性转子和挠性转子动平衡前需要知道转子的动力特性，转子一般划分成刚性转子和挠性转子 区分刚性转子和挠性转子的简单方法是区分刚性转子和挠性转子的简单方法是 刚性转子：刚性转子： 工作转速低于转子的第一阶临界转速工作转速低于转子的第一阶临界转速 挠性转子：挠性转子： 工作转速高于转子的第一阶临界转速工作转速高于

26、转子的第一阶临界转速n0n1第一临界转速第一临界转速刚性转子挠性转子r/minr/minn2 刚性转子动平衡不考虑转子变形问题刚性转子动平衡不考虑转子变形问题 F=Me2 挠性转子动平衡不仅要考虑振型问题还必须考虑转子的挠曲变形位移挠性转子动平衡不仅要考虑振型问题还必须考虑转子的挠曲变形位移二二 不平衡振动故障机理分析分析不平衡振动故障机理分析分析 5 5 刚性转子的动平衡条件刚性转子的动平衡条件 当转速当转速n n1800r/min1800r/min和长径比和长径比 L/D L/D 0.5、或着当工作转速或着当工作转速 n 900r/min, ,且长径比且长径比 L/D L/D 0.5、或着

27、当工作转速或着当工作转速 n 1800 r/min时，按规定转子时，按规定转子 必须要求作动平衡；必须要求作动平衡；二二 不平衡振动故障机理分析不平衡振动故障机理分析 6 6 刚性转子的平衡方法刚性转子的平衡方法 平衡机法（平衡机法（固定式固定式/ /移动式移动式）力传感器轴承架硬支承摆架传感器弹簧板或钢丝带摆架软支承摆架1 不平衡测量分析系统2 万向节电机拖动系统5 可移动支承摆架6 平衡部件7 传感器3 万向联轴节234565abc121g35050g1550AB878 光电式相位传感器动平衡机基本结构及其检测平衡模式4 拖动电机二二 不平衡振动故障机理分析不平衡振动故障机理分析 6 6

28、刚性转子的平衡方法刚性转子的平衡方法 平衡机法（平衡机法（固定式固定式/ /移动式移动式）二二 不平衡振动故障机理分析不平衡振动故障机理分析 6 6 刚性转子的平衡方法刚性转子的平衡方法XX机组机组 泵组安装环境31712130L: 320: 320: 350 350 直流机转子重850KG L: 660 : 660 : 460460 L:90 820 主变流机组直流机转子结构示意图二二 不平衡振动故障机理分析不平衡振动故障机理分析 6 6 刚性转子的平衡方法刚性转子的平衡方法 平衡机法（平衡机法（固定式固定式/ /移动式移动式）现场动平衡方法现场动平衡方法有效化解优点：优点：缺点：缺点：二二

29、 不平衡振动故障机理分析不平衡振动故障机理分析 一一 不对中振动故障的基本类型不对中振动故障的基本类型yy 第二节第二节 不对中故障不对中故障 二二 不对中的故障识别及危害不对中的故障识别及危害00（0）和（0) 第二节第二节 不对中故障不对中故障 二二 不对中的故障识别及危害不对中的故障识别及危害 (a) 端面偏摆(b) 径向偏摆 第二节第二节 不对中故障不对中故障 在机械设备的维修工程中，多轴系设备在宏观上存在着两种不对中表现在机械设备的维修工程中，多轴系设备在宏观上存在着两种不对中表现 静态不对中静态不对中 动态不对中动态不对中 动态工况，存在不对中异常振动特征，静态下，存在着不对中测量

30、误差动态工况，存在不对中异常振动特征，静态下，存在着不对中测量误差 动态工况，轴系存在严重的不对中；静态下，对中误差却在合格范围内动态工况，轴系存在严重的不对中；静态下，对中误差却在合格范围内 这种状况多发生在立式安装的液体泵组设备上这种状况多发生在立式安装的液体泵组设备上 第二节第二节 不对中故障不对中故障 4.1 4.1 轴系静态不对中的主要原因轴系静态不对中的主要原因 轴承间隙大或装配间隙不正常轴承间隙大或装配间隙不正常3 3动态不对中的主要原因动态不对中的主要原因 弹性联轴器配合间隙大弹性联轴器配合间隙大 联轴器轴颈磨损联轴器轴颈磨损 滚动轴承与滑动轴承之间的间隙变化有差异滚动轴承与滑

31、动轴承之间的间隙变化有差异 4.2 4.2 轴系动态不对中的轴系动态不对中的5 5种主要原因种主要原因 转子支承间隙异常转子支承间隙异常 第二节第二节 不对中故障不对中故障 1 1研究轴承振动信号的研究轴承振动信号的目的意义目的意义状态分析状态分析 ？ 故障性质故障性质 ？（内部因素？外部因素）疲劳损伤 ？磨损 ？润滑 ？装配不良 ？故障深度故障深度 ？ 2 2诊断轴承故障应该掌握的四个技术环节诊断轴承故障应该掌握的四个技术环节 使用寿命的可余性 ？ 是否采取必要的技术措施 ？ 严谨划分轴承的故障类型严谨划分轴承的故障类型 科学选择诊断轴承故障的技术方法科学选择诊断轴承故障的技术方法 合理设置

32、诊断轴承故障的评价参数合理设置诊断轴承故障的评价参数 清晰梳理轴承的故障特征清晰梳理轴承的故障特征间隙 ？ 有没有故障及有没有故障及故障特征辨识故障特征辨识 ？一一 轴承故障诊断的技术内涵轴承故障诊断的技术内涵 二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 1 1疲劳剥落疲劳剥落 主要原因主要原因滚动体滚道表面承受交变载荷滚动体滚道表面承受交变载荷轴承轴承材质硬度低。材质硬度低。 表现特点表现特点接触表面出现剥落凹坑接触表面出现剥落凹坑; ;轴承形成冲击性振动轴承形成冲击性振动; ;轴承寿命离散性大。轴承寿命离散性大。 磨损擦伤磨损擦伤 主要原因主要原因滚动体滚道之间的相对运动；滚动体滚道之

33、间的相对运动；润滑不良；润滑不良；外界灰尘、污物侵入；外界灰尘、污物侵入； 表现特点表现特点滚道工作表面粗糙；滚道工作表面粗糙；轴承间隙增大；轴承间隙增大；振动有效值、噪音增大。振动有效值、噪音增大。 锈蚀电蚀锈蚀电蚀 主要原因主要原因空气中或外界水分侵入轴承；空气中或外界水分侵入轴承；酸性或碱性物质直接侵入轴承；酸性或碱性物质直接侵入轴承；转子漏电流击穿轴承油膜。转子漏电流击穿轴承油膜。 表现特点表现特点轴承锈蚀、丧失工作精度轴承锈蚀、丧失工作精度工作表面早期剥落与磨损工作表面早期剥落与磨损电火花放电形成电流凹坑电火花放电形成电流凹坑 裂纹断裂裂纹断裂 主要原因主要原因负荷大；材料缺陷；热处

34、理不当负荷大；材料缺陷；热处理不当轴承在轴颈上的压配过盈量太大轴承在轴颈上的压配过盈量太大轴承润滑不良；装配错误。轴承润滑不良；装配错误。 表现特点表现特点轴承零件裂纹、断裂；轴承零件裂纹、断裂；抱轴、卡死抱轴、卡死轴向速度轴向速度/ /位移冲击振动位移冲击振动 2 2轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (1)(1)内滚道损伤内滚道损伤ZrfDdif)cos1 (21r ft冲击周期部件固有振动周期t 缺陷部位与缺陷部位与 滚动体接触产滚动体接触产 生冲击脉冲生冲击脉冲,冲击脉冲包含冲击脉冲包含 两种频率：两种频率： 因负荷变化与间隙影响，因负荷变化与间隙影响， 脉冲信号幅值强度作周期脉

35、冲信号幅值强度作周期 变化，变化，fi 脉冲信号幅值被脉冲信号幅值被 调制，调制频率为：调制，调制频率为： nfi fr (n=1,2,.)或或 nfi fc (n=1,2,.)1(1cfrf二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 2 2轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (2)(2)外滚道损伤外滚道损伤r ftfo-1 ZrfDdof)cos1 (21二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 2 2轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (3)(3)滚动体损伤滚动体损伤 fc； (n=1,2 。fb-1t1cfrrfDddDbf)2cos221 (2 滚动体的自转频率；

36、滚动体的自转频率； 滚动体在保持架上的通过频率；滚动体在保持架上的通过频率； 滚动体通过内圈或外圈的频率。滚动体通过内圈或外圈的频率。二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 2 2轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (4)(4)保持架损伤保持架损伤 rfDdicf)cos1 (21 rfDdocf)cos1 (21 二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 2 2轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (5) (5) 轴承部件固有振动频率分析轴承部件固有振动频率分析12)12(24.9KKKbhcnfrbnf/108.44二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 2

37、 2 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (6) (6) 滚动体支承载荷变化分析滚动体支承载荷变化分析 旋转22.5度二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 3 3 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 (7) (7) 轴颈偏心引起的振动分析轴颈偏心引起的振动分析 f=nff=nfr r(n=1,2(n=1,2.) ) ？二二 轴承故障特征频率分析轴承故障特征频率分析 外圈损伤外圈损伤ZrfDdof)cos1(21内圈损伤内圈损伤ZrfDdif)cos1 (21滚动体损伤滚动体损伤rfDddDbf)2cos221(2 滚动体的自转频率；滚动体的自转频率； 滚动体在保持架上的通过频率；滚动体在保持架上的通过频率； 滚动体通过内圈