第7章典型传动部件的故障及其诊断方法-滚动轴承.ppt

接触电阻诊断法 滚动轴承在旋转过程中，如果在滚道面和滚动体之间能够形成良好的油膜，则内圈和外圈之间的电阻值很大，可达兆欧以上； 正常轴承其油膜厚度至少是表面粗糙度的四倍。 当润滑膜破坏时，则内圈和外圈之间的电阻值可降至零欧附近。 利用这一特性，便可对滚动轴承的润滑状态及与此有关的磨损、腐蚀之类的损伤进行诊断，但不适用于点蚀类损伤的诊断。  油膜厚度与接触电阻的关系 接触电阻诊断法 用接触式电阻法监测轴承故障时，需要在轴承上施加一微小的直流电压，测量轴承接触表面间的接触电阻。 依靠图示仪器和线路，可以求出在不同轴承缺陷下的接触电阻谱。 ?? 油膜电阻法的测量分析原理 显然，振动监测和接触电阻监测技术对于不同的轴承缺陷敏感的程度不同。振动监测法对剥落、凹坑比较有效；而接触电阻法对磨损、腐蚀这类故障比较敏感。两者相互补充。 总结 当前，滚动轴承运行的故障诊断和监测技术已经发展的较完善。测振、测温、测磨损、测润滑等各种方法都有应用。 * 讲述 轴承故障诊断的发展历史 * 结构 安装方式 工作方式 * 微动腐蚀是腐蚀磨损的一种形式，是微动磨损与腐蚀协同作用的结果。所谓微动是指两个相互接触、名义上相对静止的固体表面，实际上处于周期性小振幅的相对滑动状态。微动磨损并不是一种独立的磨损机制，最开始可能是粘着磨损过程，当磨损下来的颗粒被氧化后，可能出现磨料磨损。由于氧化或腐蚀参与了微动磨损过程，故称为微动腐蚀，亦称微振腐蚀、微振氧化、伪布氏压痕等。其结果使金属表面出现麻坑或沟槽，周围往往有氧化产物或腐蚀产物。 * 根据上述轴承的各种振动特征，不但可能判别运转中的轴承是否已出现故障，而且可进一步判断故障的类型及故障发生的元件。 * 滚动轴承在工作过程中会产生各种各样的异常和损伤，多数故障都会使轴承的振动加剧，这样，振动信号就成为诊断轴承故障的主要信息。 * 这是由于冲击波峰的振幅大，但持续时间短，如作时间平均，则有无峰值的差异几乎表现不出来。 * 如上所述，有表面剥落或伤痕引起的瞬时冲击振动，峰值必有效值得反映灵敏，使用峰值指标正是利用峰值的该性质。 * 幽默电阻法所依据的基本原理和振动测量完全不同，它是与振动监测法相互补充的一种监测技术。 7.2.3 滚动轴承的振动及其故障特征 ?轴承偏心引起的振动???? ?? 当滚动轴承的内圈出现严重磨损等情况时，轴承会出现偏心现象，当轴旋转时，轴心（内圈中心）便会绕外圈中心摆动，如图所示，此时的振动频率为nf r（n＝1, 2,…）。 滚动轴承偏心振动特征 ? ?不同轴引起的振动 当两个轴承不对中，轴承装配不良等都会引低频振动。 7.2.3 滚动轴承的振动及其故障特征 滚动体的非线性伴生振动： 滚动轴承靠滚道与滚动体的弹性接触来承受载荷，因此具有“弹簧”的性质（刚性很大）。 当润滑状态不良时，就会出现非线性弹簧性质的振动。轴向非线性振动频率为轴的旋转频率fr，分数谐波1/2fr, 1/3fr,…，及其高次谐波2fr, 3fr,… 7.2.3 滚动轴承的振动及其故障特征 滚动轴承正常时和发生剥落损伤时的轴承振动信号的幅值概率密度分布如图。 从图中可以看出，轴承发生剥落时，幅值分布的幅度广，这是由于存在剥落的冲击振动。这样，从概率密度分布的形状，就可以进行异常诊断。 轴承振动的概率密度分布 2. ?幅值域中的概率密度特征 7.3 滚动轴承故障诊断方法 7.3.1 振动诊断法 7.3.2 其它诊断方法 7.3 滚动轴承故障诊断方法 振动诊断法在轴承故障诊断中的优点 （1）可以检测出各种类型轴承的异常现象； （2）在故障初期就可以发现异常，并可在旋转中测定； （3）由于振动信号发自轴承本身，所以不需要特别的信号源； （4）信号检测和处理比较容易。 7.3.1 滚动轴承常用振动诊断方法 时域：有效值和峰值判断法 时域：峰值指标法 幅域：振幅概率密度分析法 时序模型参数分析法 冲击脉冲法 包络法 高通绝对值频率分析法 7.3.1 滚动轴承常用振动诊断方法 时域指标：有效值和峰值判断法 滚动轴承振动的瞬时值随时间在不断地进行变化，表现这种振动变化大小的方法广泛使用有效值（振动幅值的均方根值） 均方根值是对时间平均的，因而它适用于像磨损之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断。但对表面剥落或者伤痕等具有瞬变冲击振动的异常是不适用的。 （由于冲击波峰的振幅大，但持续时间短，如作时间平均，则有无峰值的差异几乎表现不出来。） 峰值反映的是某时刻振幅的最大值，因而它适用于像表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断。另外，对于转速较低的情况（如300r/min以下），也常采用峰值进行诊断