轴承的内圈轴承故障特征频率计算和外圈轴承故障特征频率计算哪个大

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-15 06:52 标签： 轴承特征频率
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探寻轴承故障特征频率改变的原因——滚动轴承故障特征频率改变的原因探讨
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轴承振动特征分析课件.ppt 70页
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机器振动特征分析（2） 滚动轴承故障 滚动轴承类型
滚动轴承为什么会过早损坏？ 主要因素之一是过大的动载荷即振动。 理论计算滚珠轴承寿命公式，表明为什么作用在轴承上的动载减少轴承的寿命：
缩短滚动轴承寿命的因素 例：
重量为2000磅(908公斤)的转子，转速为6000转/分，在直径为3英尺（半径为18英寸=457.2毫米）处的转子上存在一个1盎司(28．35克)的不平衡质量。此不平衡质量产生的离心力计算：
其它缩短滚动轴承寿命的因素 转子不只承受不平衡，还承受不对中、松动、气蚀或其它故障引起的动载荷，轴承的实际寿命可能还要短。 其它因素：润滑不当，错误润滑剂，灰尘和其它污染物污染，储存不当，潮气，运输或使用时嗑碰、刮伤，错用轴承型号，轴承安装不当等。 最重要的对策是监测滚动轴承的状态，早期发现轴承故障，跟踪其发展趋势，并知道何时需更换轴承； 正确地采集轴承振动特征信号； 分析其振动特征信号，故障诊断； 利用高频包络解调信号处理技术，更有效地监测出轴承故障。
选择合适的监测参数如振动速度、冲击脉冲、解调谱等。
轴承故障原因及其解决 过负荷 引起过早疲劳，（包括过紧配合，布氏硬度凹痕和预负荷） 减少负荷或重新设计
过热 征兆是滚道，球和保持架变色，金色变为蓝色 温度超过400F(204℃)使滚道和滚动体材料退火 硬度降低导致轴承承重降低和早期失效 严重情况下引起变形，另外温升高会降低和破坏润滑性能 轴承故障原因及其解决 布氏硬度凹痕 当负荷超过滚道的弹性极限时产生 滚道上的凹痕增加振动（噪声） 任何静态过负荷和严重冲击产生布氏凹痕
伪布式凹痕 在每个滚珠位置产生的椭圆形磨损凹痕，光滑，有明显边界，周围有磨削 表明严重的外部振动 隔振和使用抗摩添加剂 轴承故障原因及其解决 正常疲劳失效 疲劳失效指滚道和滚动体上发生龟裂，并随之产生材料碎片剥落 这种疲劳为逐渐发生，一旦开始则迅速扩展，并伴随明显的振动增加 更换轴承，和设计有更长疲劳寿命的轴承 轴承故障原因及其解决 反向载荷 角接触轴承的设计只接受一个方向的轴向载荷 当方向相反时，外圈的椭圆接触区域被削平… 结果是应力增加，温度升高，并产生振动增大和轴承早期失效 轴承故障原因及其解决 污染 污染是轴承失效的主要原因之一 污染的征兆是在滚道和滚动体表面有点痕，导致振动加大和磨损 清洁环境，工具，规范操作。新轴承的储运。
润滑油失效 滚道和滚子的变色（蓝、棕）是润滑失效的征兆，随之产生滚道、滚子和保持架磨损，导致过热和严重故障。 滚动轴承的正常运行取决于各部件间存在良好油膜失效常常由润滑不足和过热引起
轴承故障原因及其解决 腐蚀 其征兆是在滚道、滚子、保持架或其他位置出现红棕色区域 原因是轴承接触腐蚀性流体和气体 严重情况下，腐蚀引起轴承早期疲劳失效 除掉腐蚀流体，尽可能使用整体密封轴承 轴承故障原因及其解决 不对中 征兆是滚珠在滚道上产生的磨痕与滚道边缘不平行 如果不对中超过0.001in/in，会产生轴承和轴承座异常温升，和保持架球磨损
配合松动 配合松动导致配合部件的相对运动，如果这个相对运动轻微但不间断，则产生磨损 这种磨损产生颗粒，并氧化成特殊的棕色。这导致研磨和松动加大。 如果松动增大到内圈或外圈的显著运动，安装表面（孔径，外径和侧面）将磨损和发热，引起噪声和晃动。 滚动轴承故障的振动特征 滚动轴承一旦产生故障，可能会产生四种类型频率的振动 随机的超声频率； 轴承零部件的自振频率； 轴承故障特征频率； 轴承故障的和频及差频。 随机的超声频率振动 滚动轴承初始故障时产生的振动，从滚动轴承安装在设备上直到它们刚发生故障之前，发生的频率范围从约5000Hz到60000Hz超声频率范围。包括振动尖峰能量(SpikeEneey)，高频加速度(HFD)，冲击脉冲(ShockPules)及其他。通常，以总量值评定轴承的状态，其频谱数据信息更丰富。 轴承零部件的自振频率
安装在机器上的滚动轴承自振频率范围约为500到2000Hz之间。自振频率与转速无关，无论轴的转速高低它都处在一个相同的频率位置。
轴承故障特征频率 滚动轴承故障特征频率就是轴承故障产生的振动频率。 BPFO – 外圈故障特征频率 BPFI
内圈故障特征频率 BSF
滚动体故障特征频率 FTF －
保持架故障特征频率 轴承的故障频率与其他故障频率不同 ； 轴承故障频率是转速频率的非整数倍 ； 内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率” （滚动体个数×RPM）
轴承内环故障频率往往伴有1 X转速频率的边带
轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值； 轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率； 轴承保持架故障频率(FT
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热油泵轴承故障的振动分析和诊断
作者:王庆国 【
】 浏览:998次
&&& 比对表2的SKF6308轴承故障频率，可以初步判断轴承外圈存在故障。
&&& 为了能更清楚地分析问题，放大图2a中的1500Hz频率范围，如图4所示。由图4可以看出谐波从150Hz到300Hz到450Hz到600Hz，一直到高频段都是相差约150Hz；而从100.9Hz到201.9Hz到302.8Hz到403.8Hz都是相差约101Hz。
&&& 假设滚动轴承的滚珠上有一处缺陷，那么通过该滚珠运转时会在内圈和外圈上各碰撞一次，所以一般情况下，轴承的滚珠故障会以2倍的滚珠故障频率出现；另外，由于滚珠是附在保持架上的，如果滚珠运转时碰撞2次，那么在2倍滚珠故障频率BSF的边上就会有2倍保持架故障频率FTF的边带。但是，在实际工作中，滚动体缺陷往往不仅仅是一处，而且不是单个滚动体出现缺陷，所以在频谱中并未发现整倍的保持架故障频率FTF的边带。另外，很多情况下随着故障的发展实际的轴承故障频率与计算出的故障频率不完全匹配，只要其误差不大于3Hz左右，就可以认为是相符的。综上所述，判断该泵轴承外圈及滚动体出现故障。
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&&& 2007年8月初，对存在故障隐患的热油泵再次进行振动采集时，其加速度包络频谱中故障频率基本消失，取而代之的是很高的噪声信号（图5a）；速度谱中出现较高的工频及其谐波，且高频段轴承故障缺陷频率消失（图5b）；时域波形中出现冲击信号振动频谱（图5c）。
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&&& 以上信息说明轴承故障已经加剧，达到设备振动的高报警值范畴，为确保原油生产的正常运行，决定对F-P-850B泵轴承进行检查更换。更换过程中发现泵非驱动端轴承内外圈出现严重剥落，滚动体大面积磨损，并出现凹坑。更换轴承后，振动幅值大幅下降，频谱中未出现故障频率。
&&& 三、诊断结论
&&& （1）在频谱中以轴承部件的缺陷频率及其谐波为主，并随着故障的发展，会出现轴承其他部件的缺陷频率及其倍频，另外由于轴承保持架缺陷频率较低，在故障诊断中容易被忽略，所以在分析过程中要特别注意。
&&& （2）从时域波形中的冲击可以看出故障的严重程度。
&&& （3）滚动轴承滚道多处损伤，在频谱图上表现为轴承故障特征频率的峰值与其倍频的峰值相差不大，并呈衰减趋势。
&&& （4）滚动轴承内圈滚道故障，在频谱图上表现为内圈故障特征频率及其倍频两旁均出现被转频调制的边频带。而外圈滚道故障，在外圈故障特征频率及倍频两旁基本不出现边频带。
&&& （5）设备故障诊断是非常复杂的，在对设备与现场环境深入了解的基础上才能得出比较科学准确的结论。例如，此案例中的泵非驱动端轴承，7月份检测过程中发现轴承已出现故障，在8月份的监测数据中显示其故障程度加剧，但是振动速度值并未明显上升，结合设备结构和现场情况分析是因为泵非驱动端轴承的润滑方式是介质润滑，即该轴承完全浸在输送介质中，在轴承损坏过程中，热油的润滑起到了缓解轴承失效的作用，而且轴承剥落产生的金属屑被热油带走，并没有对轴承产生二次“伤害”，所以正是由于其结构的特殊性，泵轴承的速度值才没有明显上升。若监测分析人员对设备结构和现场环境不了解，很可能会做出错误的判断，从而造成不良后果。
&&& 参考文献
&&& [1]雷继尧，丁康.轴承故障诊断［M］.西安：西安交通大学出版社，1991
&&& [2]易良榘.简易故障诊断［M］.北京：机械工业出版社，2003
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