軸承的故障診斷.ppt_第1頁
軸承的故障診斷.ppt_第2頁
軸承的故障診斷.ppt_第3頁
軸承的故障診斷.ppt_第4頁
軸承的故障診斷.ppt_第5頁
已閱讀5頁,還剩80頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、軸承的故障診斷,緒言,軸承的故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)是機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的重要內(nèi)容。 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障中軸承的損壞故障約占30%。 軸承的運(yùn)行質(zhì)量除軸承元件本身的加工質(zhì)量外,軸承的安裝及裝配質(zhì)量影響很大。,滾動(dòng)軸承的失效形式,疲勞點(diǎn)蝕 : 因受滾動(dòng)壓應(yīng)力 磨損: 因受壓力又有與內(nèi)外座圈的相對(duì)滑動(dòng) 腐蝕: 潤(rùn)滑油中的水分幾其它化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生銹蝕 裂紋: 由于磨削或淬火時(shí)作用而產(chǎn)生 磨粒磨損: 由于磨屑作用而磨損,滾動(dòng)軸承的振動(dòng),一 、隨機(jī)振動(dòng) 由于滾動(dòng)元件的不圓度及表面的粗糙度引起; 又由于軸承工作,使不圓度及 表面粗糙度增大。,二 滾動(dòng)軸承各元件的諧振 受機(jī)器的各種振動(dòng)的激勵(lì)而引起,1. 鋼球的諧振頻

2、率FBR fbr=0.848/2r*(E/2)1/2 E彈性模量 N/m2 P滾動(dòng)元件材料密度 kg/m3 R滾動(dòng)元件半徑 m,2. 軸承座圈諧振頻率FRR Frr=K* (K2 1)*a-2 ( EIM) -2 a回轉(zhuǎn)軸線到中性軸半徑 m K共振階數(shù) I座圈繞中性軸的慣性矩 m4 M座圈的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 kg/m,三 滾動(dòng)體具有缺陷后的振動(dòng),1. 內(nèi)圈有剝落fi=fo/2(1+dcos/D) Z 2. 外圈有剝落 fo= fo/2(1+dcos/D) Z 3. 滾動(dòng)體剝落 fb= Dfo/d1-(d/D)cos 4. 保持架有故障 fc=fo/2(1- dcos)m,Fo軸承轉(zhuǎn)頻率 Z滾珠個(gè)

3、數(shù) d滾珠直徑(參閱左圖) D軸承滾道節(jié)徑 接觸角 m斷裂數(shù) *注:不論元件上剝落坑有多少,頻率不變。,四. 裂紋的擴(kuò)展,裂紋的產(chǎn)生及在受載工作中繼續(xù)擴(kuò)展,不但會(huì)引起振動(dòng),而且能量不會(huì)以聲發(fā)射形式釋放出來。,五 軸承各種振動(dòng)在頻譜中的位置, 各種故障頻率范圍 共振頻率范圍 聲發(fā)射范圍,軸承監(jiān)測(cè)與故障診斷方法,1. 振動(dòng)測(cè)試 2. 噪聲測(cè)試 3. 溫度測(cè)定 4. 油液分析(磨屑分析) 5. 軸承間隙測(cè)定 6. 油膜電阻測(cè)定,振動(dòng)(噪聲)頻譜分析法,經(jīng)時(shí)域多段平均處理后,50HZ軸頻 36.1HZ保持架通過頻率 200.91HZ外圈通過頻率 380HZ滾動(dòng)體通過頻率,倒頻譜分析法正常滾動(dòng)軸承的倒頻

4、譜分析圖,有故障滾動(dòng)軸承頻譜圖,有故障滾動(dòng)軸承的倒頻譜分析圖特征值,q19.470MS(105.60HZ)滾珠故障頻率 q237.90MS(26.39HZ)內(nèi)圈故障頻率,三、SPM(SHOCK PULSE METHOD)和IFD(INCIPIENT FAILURE DETECTION)法,原理:對(duì)故障所引起的低頻(通常是數(shù)KHZ以內(nèi))的沖擊脈沖激起了高頻(數(shù)十倍于沖擊頻率)共振波形進(jìn)行包絡(luò)、檢波、低通濾波(即解調(diào))獲得一個(gè)對(duì)應(yīng)于低頻沖擊的而又放大并展寬的共振解調(diào)波形。,共振解調(diào)波的優(yōu)點(diǎn):,1)剔除了低頻振動(dòng)干擾 2)含有未知的故障信息(即S/N) 對(duì)于共振解調(diào)波后續(xù)處理方法不同,可分為SPM及

5、IFD法,2. SPM法,它是應(yīng)用共振解調(diào)波的幅值來進(jìn)行診斷。共振解調(diào)波通過峰值檢波、平均、保持、測(cè)得沖擊量值SV。 再用一經(jīng)驗(yàn)公式獲得均一化沖擊量值 DBN=20log2000SVnD.6,0dB 正常狀態(tài) 顯示在綠框 20dB 不好狀態(tài) 顯示在黃框 35dB 壞的狀態(tài) 顯示在紅框,3. IFD法,該法既應(yīng)用共振解調(diào)波的幅值又利用它的頻率信息,即對(duì)共振解調(diào)波進(jìn)行FFT后做頻譜分析,尋找上節(jié)中提到的軸承各元件故障對(duì)應(yīng)的頻率。,四、振動(dòng)的簡(jiǎn)易診斷法,可用簡(jiǎn)易的測(cè)振儀來獲得軸承工況的信息。 可用多種參數(shù),如波峰因素、峭度、歪度等。,五、接觸電阻法,實(shí)例1) 某變速箱輸出軸后軸承(型號(hào)50309)滾

6、動(dòng)體外圈上有點(diǎn)蝕 測(cè)試時(shí)頻域信號(hào),實(shí)例:,1、某變速箱輸出軸后軸承(型號(hào)為50309)滾動(dòng)體外圈有點(diǎn)蝕, 測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn): 時(shí)域信號(hào)出現(xiàn)調(diào)制峰群,輸入軸轉(zhuǎn)速為1484rpm時(shí):,2258.3Hz為外圈共振頻率 調(diào)制頻率: 34.47Hz外圈故障 23.06Hz滾珠故障,2 同一減速機(jī)另一次測(cè)振時(shí)結(jié)果中間軸軸承(型號(hào)50308),1)、2258.3Hz為外圈共振頻率 2)、34.32Hz為外圈故障通過頻率 3)、53.1Hz為內(nèi)圈故障通過頻率,滑動(dòng)軸承故障及其診斷,一.滑動(dòng)軸承的故障,1. 潤(rùn)滑不良 2. 間隙不當(dāng)(間隙過大,間隙過?。?3. 軸瓦碰摩,二.潤(rùn)滑不良引起的振動(dòng),1. 半速渦動(dòng) j=/

7、 2 軸角頻率 j軸徑中心O 繞軸承中心旋轉(zhuǎn)角頻率,方向同。 一般j / 2 2. 油膜振蕩 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到第一臨界轉(zhuǎn)速兩倍時(shí),而 j= /2= r,此時(shí)會(huì)產(chǎn)生激 烈振動(dòng),振幅突然升高。 r 諧振角頻率 3.油液不結(jié)會(huì)引起運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn) 指軸與軸瓦間不能形成穩(wěn)定油膜來支撐轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)。,三. 滑動(dòng)軸承軸瓦間隙不當(dāng)引起的振動(dòng)。,1. 間隙過小不能形成穩(wěn)定的油膜層,有小的高頻的振動(dòng),間有低頻振動(dòng)。 * 可以通過瓦溫與回油溫度即可判別。 2. 間隙過大主振頻率為軸頻Fo(與不平衡及平行不對(duì)中故障類似)徑向振動(dòng)大。 3. * 不同處:A)單一方向定向振動(dòng)(松動(dòng)是上下的) B)振動(dòng)隨負(fù)荷增大而增大 C)降低油溫

8、回有好轉(zhuǎn) D)頻譜圖上會(huì)出現(xiàn)高信頻率成分,四. 滑動(dòng)軸承軸瓦碰摩引起振動(dòng),1. 產(chǎn)生高頻和分頻成分,但不是線性,幅值不穩(wěn)定 2. 與純間隙不當(dāng)?shù)恼駝?dòng),頻譜更豐富(包括高、低頻) 3. 碰摩愈重,1/2分頻越突出,五. 實(shí)例,1. 空壓機(jī) 額定轉(zhuǎn)速7560r/min,額定功率4170kW,五塊可傾徑向軸承。 問題:從7000r/min提升7050r/min,壓縮機(jī)兩端產(chǎn)生振動(dòng),主頻在1/3Fo,即使再降低轉(zhuǎn)速每明顯好轉(zhuǎn)。,空壓機(jī)結(jié)構(gòu)及測(cè)點(diǎn)布置,處理:把油溫降低50C 反應(yīng):振動(dòng)值下降從160m降至150m,主頻轉(zhuǎn)為Fo 判定:由于油膜不潔而不穩(wěn)定,引起軸瓦和軸徑干摩擦,潤(rùn)滑不良 維修:把油過濾除

9、去油中雜質(zhì)及水分 效果:一切正常,2. 空壓機(jī),額定功率2500kW,額定轉(zhuǎn)速8290r/min,五塊可傾徑向軸承,圖:振動(dòng)故障頻譜圖,問題:開車后發(fā)生間隔2小時(shí)的間歇振動(dòng),且振動(dòng)循環(huán)周期越來越短,603ch達(dá)滿量程,主導(dǎo)頻率為軸頻F0,體現(xiàn)定向振動(dòng)最后只得降負(fù)荷降轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 判定:軸瓦間隙不當(dāng)(過大),3. 富氧壓縮機(jī),額定轉(zhuǎn)速12552r/min 問題:汽輪機(jī)靠聯(lián)軸節(jié)端9號(hào)瓦振動(dòng)偏高,空氣壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)圖,機(jī)組故障頻譜圖(9瓦垂直),分析及處理:在譜圖上除F0處有來窗的2.3高倍頻成分隨負(fù)荷增大,振動(dòng)值明顯增大 判定:軸瓦間隙過大 解體觀察:9號(hào)軸瓦軸承座下面固定螺栓松脫,造成軸瓦松動(dòng),使間

10、隙偏大,4. 循環(huán)機(jī)壓縮機(jī),額定功率1860KW,額定轉(zhuǎn)速72094R/MIN,五塊可傾瓦徑向軸承,循環(huán)氣壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)圖,振動(dòng)故障頻譜圖,問題:,壓縮機(jī)曾進(jìn)水并造成機(jī)組功率突然提高,排水后重新開車,振動(dòng)惡化。 在800ch,振值由4m增到10m 在801ch,振值達(dá)滿量程 但機(jī)組軸瓦溫度及潤(rùn)滑油溫度沒變化,測(cè)定:,二頻F0振值明顯增大,在1/2 F0 處出現(xiàn)低值寬帶,但振值不穩(wěn)定,機(jī)組負(fù)荷由80%提高到85%時(shí),全頻道振值增大,在1/2處振幅增大更明顯。,判定:,由于進(jìn)水后,機(jī)組功率增大,造成轉(zhuǎn)子與末端軸瓦摩碰,使支撐油膜破壞引起激烈振動(dòng),隨負(fù)荷增加情況惡化。 開機(jī)檢查:五塊瓦均有不同程度研磨

11、,六.實(shí)驗(yàn)分析,用短時(shí)付氏變換 S(t.f)=-+x(t)h(t-)e2jfd,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果:,1. 非接觸摩擦(有潤(rùn)滑油):大多分布在3KHz以下,非接觸摩擦階段的振動(dòng)信號(hào),非接觸摩擦階段的短時(shí)付立葉變換譜陣,2. 輕度摩擦,(停油,留有一定油量,軸承間油膜時(shí)有破裂,軸與軸承短暫接觸)無論頻率還是幅值波動(dòng)較大,主頻大致在6KHZ到10KHZ,輕度摩擦階段的振動(dòng)信號(hào),輕度摩擦階段的短時(shí)付立葉變換譜陣,3. 嚴(yán)重摩擦,(油膜完全破裂,軸與軸承持續(xù)接觸) 由于軸與軸承連續(xù)接觸,接觸面較大,摩擦力的沖擊則較小且穩(wěn)定,所以振值反而比輕度摩擦微笑且平穩(wěn),其主頻大致在6KHZ左右。,嚴(yán)重摩擦階段的振動(dòng)信號(hào)

12、,嚴(yán)重摩擦階段的短時(shí)付立葉變換譜陣,七. 小經(jīng)驗(yàn)介紹:,1. 某廠在長(zhǎng)年監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上得出了一條非常有效而實(shí)用的經(jīng)驗(yàn):在軸承座的鉛垂方向和水平方向同時(shí)監(jiān)測(cè)其振動(dòng)值時(shí),由于軸承座的水平方向剛性小,因此一般來講水平方向振動(dòng)值大于鉛垂方向。 一旦鉛垂方向的振值水平方向的振值時(shí),則軸瓦振裂。 由于軸瓦振裂,間隙增大,剛性減小會(huì)出現(xiàn)各種振動(dòng)頻率成分,并使整個(gè)振動(dòng)振幅增大。,2. 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲音的診斷,設(shè)備開動(dòng),各部軸承都在飛速運(yùn)轉(zhuǎn),必然產(chǎn)生各種聲響。這些聲響中,有的屬于正常的聲響,有的則屬于異常聲響。異常的聲響表現(xiàn)為滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承的故障先兆或是故障正在形成,或已經(jīng)發(fā)生。因此,我們就要通過各種聲響,采取不同

13、的辦法加以排除,以保證設(shè)備正常運(yùn)行。,滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中,其正常的工作狀態(tài)是:運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輕快、無停滯現(xiàn)象,發(fā)出的聲音和諧,而無任何雜音。如為“嘩嘩”聲音,均勻連續(xù)而無間斷,則為正常的聲響,亦說明潤(rùn)滑良好。若有下列聲響者,就是潤(rùn)滑不良的聲音或其他故障聲響:如“咝咝”的聲音:是軸承內(nèi)加脂量不夠,缺少油脂所致,正確的是油的粘度應(yīng)高些,填充空隙在1/21/3之間,潤(rùn)滑油面的高度一般不超過最低的一個(gè)鋼球的中心線。,“咝咝、沙沙”的聲音,是設(shè)備停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)或是軸承徑向間隙過小,形成不了良好的潤(rùn)滑油膜,應(yīng)清洗調(diào)整。 “嘩嘩”的聲音中有周期性的“嗬羅!嗬羅”聲音,則表明內(nèi)外圈滾道出現(xiàn)傷痕、溝槽、銹蝕斑點(diǎn)等現(xiàn)象。,“哽哽”聲音,且不連續(xù),則說明滾動(dòng)軸承保持架或內(nèi)外圈有裂紋,經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊裂紋加深加大,是潤(rùn)滑不良所致。 “嚓嚓!”的聲音,且極規(guī)則,不均勻,則說明裝配時(shí)或保養(yǎng)中掉入雜物,即鐵屑、砂粒或潤(rùn)滑油不干凈,加油時(shí)帶入的雜質(zhì)。,“沙沙!”的連續(xù)且不規(guī)則的聲音,有可能是內(nèi)圈有軸配合過松,或外圈與軸承孔配合過松所致。 “刺耳的嘯叫”聲音,且設(shè)備振動(dòng)也較大,則是潤(rùn)滑不良,干摩擦,或滾動(dòng)件局部接觸過緊,內(nèi)外滾道偏

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論