滚动轴承对机床振动的影响分析

1、滚动轴承对机床振动的影响分析潦动轴祇件为旋转机械k支搏轴及轴I:零杵的个重要部件，在生产实际中泛应用在各个领域,它能隰证轴的険牯箱度“减少轴与支撐件之间的廨损.由于投荷分布是不均匀的轴承匸作时，内圈和外圈上齐点所受的应力和应力術坏次歎是不同的，在冲击戟荷的作用卜猝易疑生故障的有资料表明由滾动轴承引起的症转机械的故障约仃1/3.4齿轮箱的猝类故障中轴祇的故障仅次J齿轮血占到19%'241.滾动轴承上塑由外坏、禊珠、内外s保持架川部分细成n由卡轴虛在便用坏境中的重要性阳厂前轴承都要经it严格检验.SJ家检验方法各不相同.在世界上比较先进的主異有以F几个*常典的SPM左要采用冲击脉冲旌1端典

2、的SKF等主要用包増解调法。国内的采川例绑谱艺和常规的频谱分折法比较參.4.1检测滚动轴承故障的方法当滚动轴承元杵出现故障时.振动和嗪声会出现异常用测渦仪测业轴承农面位置会往现温度有不同程度的升高.表浙材料会出现疲劳霸落等.fiSHftflr的号.可以将常用的检测方法分为以下儿类13如|，(1) 利用振动伯号检测分析：设备出现故障时*1：振动频率随n变化，通过频谱分析仪采第轴承的扳动频率、掘动的速度、加速度、位務量等参数.然后对其进行分析，从屮就可找出产生振动变化的販因切.此方法实用可靠+判斷准确.闷用广泛.(2) 利用噪声分析检测分析：兰设备发生故障时就会引起撮动.搬动的就终皓果就是噪音的产

3、生和变化.用声级计等测盘噪咅的仪器来采集嫂雾加以分析和比较就町人侔判斷故障位克.此法的本质耳据动检测诊斯注是-疑的此法虽简S，但易受茹境噪声魅响，-般应川的较少.(3) 温度剪敌检测法：温度检测诊断也楚指讪过温度勢敌的变化持怔判别设备的运彳T状态.在机罄设备运ff过程中,以可观测的机械零件的温度作为们息源-(4) 油膜电阻检测法：油膜电阻检测法是指利用滾动轴承在罠转过程中内胸和外SfiZfd的电阻值的变化来诊斷複动轴承的磨拥、腐蚀Z类的摄伤，不适用于点蚀类故障，诊斷效果弟.4.2滚动轴承振动特性分析421滚动轴承披障特征频率轴承的组成元件在运行过程中謎转频率各不相同、因此当轴祇出现异杆掘动时可

4、以通过频谱分折确定损坏部位.通过大&的分析计算及生产实践积累经验，总结出机床设备振动故障频率计徐公式，它是我们进行振动频谱分析、诊断故障的理论基础,30J,WJ41.首先介绍儿个参数：D-滚子的/（径，滚子的个数D-轴承中径，f.轴承旋转频率，u-滚动体的接触角。再做以卜假设：假设内圈固定而外圈旋转：滚道而与滚动体Z何无相对滑动：承受径向、轴向载荷时各部分无变形;外圈固定。则计算公式如2（1）轴承内圈上任意一点的线速度:u内=0（2）轴承外圈上任怠-点的线速度：u外=兀（+）/；（3）轴承滚子运动的角速度：Q域=0.5><用（/?+</）兀/加9（4）轴承滚子运动的线

5、速度：Uj,-0.5xr（P+（5）、"|外圈18转一周.滾子相对内圈旋转0.5x；r（"+）人/血9,外圈相对于滾子旋转I一0.5x兀（Z?+（/）fo/kDMl（6）如果轴承内HI存在故障,那么在外昭旋转-周时，仃z（l+/Q）/2个滚子接触这个故障位置.（7）如果轴承外圈存在故障,外圈旋转一周,滚f将有z（l-N/Q）/2次机会接触这个故障位置.（8）滚fulfil若存在故障，这时滚f毎旋转一圈，那么故障位置与内圈和外圈将分别接触一次.（9）由于轴承滚子旋转的线速度u演n0.5x/（+）/；,外圈转动一周时，毎个滚f将旋转0.5X用（"+,/）/加圈，与内外

6、圈其接触”（Q+,/）/kD；从上述推导可知（考虑滚动体接触角a）轴承外圈故障特征频率表达式：（即z个滚动体通过轴承外上某一处峽陷的频率）(4.1)(4.1)轴承内圈故障持征频率表达式：（即z个滚动体通过轴承内閤上某一处缺陷的频率）(4.2)滚动体单故障特征频率表达式:（即滚动体上某一处峽陷冲击单侧滚道.也就是滾动体的门转频率）(4.3)=y1-（为2“$同><£（4.4）轴承保持架与外圈摩擦表达式：（即保持架的转速频率.也就是滚动体的公转频率）=1一±COSaxf.=1一±COSaxf.(45)轴承保持架与内圈靡擦衣达式：（即一个滚动体通过轴承内圈上

7、某一点的频率）(4.6)(4.6)(/、1+COSaxf.ID丿以上$式中的频率可以被称为是轴承内圈.外圈.滚了的故障特征频率。这里Z,=/60（n为上轴转速）.滚动轴承故障发展阶段及特征灾淮性破坏昭段聲和祇乘除寿命旳苣分之十至二一阶段心砾対余寿命的百分之IS+ 阶段卜轴亜剎余寿命的百分之一壬五莎俶宅一小冏至轴血斬条帑命的百分z_/转封下一月通常m升乙八十到九十的轴祇寿科wI則H4.1滚动轴承故障发展阶段小总卩如图4.1所示为滾动轴承故障发展阶段.共分四个阶段.正常阶段频谱待征.如图11(a)所示ffl4.1(a)轴承内坏仃条微小裂纹.解调频谱出现微量轴承故障频率分量，如图LI(b)所示图1.1(b)图1.1(b)京见假逹坝辛FJ诰波27(1粘阿故陰频率(3)轴承处于低劣状态.便用卷命仍较长.只有解调频谱出现轴承故障频率分量，如图1.1(c)所示(图中BPFO指滚动轴承外环的故障频率，BPFI指滾动轴承内环的故障频率.下同)。图1.1(c)L10歼贝DPFCI或DPMI：(4)轴承不能接受的状态:常规振动频谱出现轴承故障频率分虽，如图4.1(d)所示常见根幻频谙J下一月I1±QZ知嗨值於赫神孵分童.ETC伴有IX转產频辛达持频率頻卒图4.1(d)(6)轴承需