F&F滚动轴承的振动机理与信号特征研究 |
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F&F滚动轴承的振动机理与信号特征研究 |
滚动轴承的振动可由外部振源引起,也可由轴承本身的结构特点及缺陷引起。此外,润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动(噪声)源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。 一、三泰SUNTHAI滚动轴承振动的基本参数 1.滚动轴承的典型结构 滚动轴承的典型结构如图1所示,它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。 图1 滚动轴承的典型结构 图示滚动轴承的几何参数主要有: 从固定在保持架上的动坐标系来看,滚动体与内圈作无滑动滚动,它的回转频率之比与d/2r1成反比。由此可得滚动体相对于保持架的回转频率(即滚动体的自转频率,滚动体通过内滚道或外滚道的频率)fbc 根据滚动轴承的实际工作情况,定义滚动轴承内、外圈的相对转动频率为 一般情况下,滚动轴承外圈固定,内圈旋转,即: 同时考虑到滚动轴承有Z个滚动体,则滚动轴承的特征频率如下:滚动体在外圈滚道上的通过频率zfoc为: 滚动体在内圈滚道上的通过频率Zfic为: 滚动体在保持架上的通过频率(即滚动体自转频率fbc)为: 3.止推轴承的特征频率 滚动体相对于保持架的回转频率为: 以上各特征频率是利用振动信号诊断滚动轴承故障的基础,对故障诊断非常重要。 图2 滚动轴承套圈横截面简化图与径向弯曲振动振型示意图 轴承圈在自由状态下的径向弯曲振动的固有频率为:
式中n—振动阶数(变形波数),n=2,3,…; 有时钢球也会产生振动,钢球振动的固有频率为: 式中R—钢球半径; 二、正常三泰SUNTHAI轴承的振动信号特征
图3 滚动轴承的承载刚度和滚子位置的关系 图4 轴承的轴向刚度 3.轴承制造装配的原因 下面简单介绍一下这种振动的机理。在图5中,轴承内圈加工过程中残留有波纹,球个数Z=8,内圈旋转,当内圈波纹峰数分别为nZ-1,nZ,nZ+1时,对外圈径向振动影响情况如下: 图5 内圈波纹率引起外圈径向振动的机理(n=1,Z=8)
图6 由轴承零件波纹度引起的轴心摆动 (2)三泰SUNTHAI轴承偏心引起的振动 图7 轴承偏心引起的轴承振动 图8 滚动体大小不均匀引起的轴心摆动 (4)轴弯曲引起轴承偏斜 所谓三泰SUNTHAI轴承本质的声音是一切轴承都有的声音。滚道声是滚动体在滚动面上滚动而发生的,是一种滑溜连续的声音。它与套圈的固有振动有关,频率一般都在1kHz以上,并与轴承转速有关。辗压声主要发生在脂润滑的低速重载圆柱滚动轴承中,类似于“咯吱咯吱”的声音。 图9 轴承零件上的疲劳剥落坑 有疲劳剥落故障三泰SUNTHAI轴承的振动信号如图11(a)所示,图11(b)为其简化的波形。T取决于碰撞的频率,T=1/f碰 。在简单情况下,碰撞频率就等于滚动体在滚道上的通过率ZFic或Zfoc或滚动体自转频率fbc 。 图10 冲击过程示意图
图11 有疲劳剥落故障轴承的振动信号 2.磨损 图12 轴承磨损时振动加速度
图13 发生胶合的轴承试验曲线 宁波三泰轴承有限公司 NINGBO SUNTHAI BEARING COMPANY 商标 BRANDS:三泰SUNTHAI , 飞帆 F&F |
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