滾動軸承劃傷、磕碰傷、保持架變形、異物侵入以及潤滑不良等故障振動信號特征

 滾動軸承故障特征取決于軸承類型、尺寸、轉(zhuǎn)速、安裝方式、負(fù)載等等，所以即使同類型、同故障其表現(xiàn)形式重復(fù)性也較差，在診斷過程中可參考但不能照搬。

本文是結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的故障類型及尺寸，34件故障軸承樣本，并組到電機(jī)上進(jìn)行故障模擬試驗(yàn)所得結(jié)果。故障模擬軸承型號為NU 214C4，軸承參數(shù)如表1所示。運(yùn)行轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，軸承零部件對應(yīng)的故障特征頻率如表2所示。

一、內(nèi)圈劃傷

軸承內(nèi)圈軸向故障存在周期性沖擊，尺寸較小時(shí)，沖擊特征易被掩蓋。相比于軸向劃傷，周向劃傷的振動信號無明顯沖擊特征。由包絡(luò)譜可知：當(dāng)軸承內(nèi)圈存在軸向劃傷時(shí)，包絡(luò)譜中內(nèi)圈故障特征頻率fi及其倍頻成分突出，同時(shí)存在轉(zhuǎn)頻fr為間隔的邊頻帶；當(dāng)軸承內(nèi)圈存在周向劃傷時(shí)，包絡(luò)譜中內(nèi)圈故障特征頻率fi比較突出。

二，內(nèi)圈磕碰

電機(jī)軸承內(nèi)圈磕碰故障時(shí)域波形并未出現(xiàn)明顯的沖擊性信號。由包絡(luò)譜可知：當(dāng)軸承內(nèi)圈出現(xiàn)磕碰故障時(shí)，包絡(luò)譜中出現(xiàn)內(nèi)圈故障特征頻率及其倍頻分量。

三，滾動體劃傷

軸承滾動體軸向故障的時(shí)域波形中周期性沖擊明顯，且隨著故障尺寸增大，信號故障特征更明顯。相比于軸向劃傷，周向劃傷故障時(shí)電機(jī)的時(shí)域波形周期性沖擊較為微弱，被掩蓋在其他信號成分中。包絡(luò)譜圖分析結(jié)果表明：當(dāng)軸承滾動體軸向劃傷時(shí)，包絡(luò)譜中主要為保持架故障特征頻率及其倍頻成分，隨著故障尺寸的增大，保持架故障特征頻率fc倍頻更加明顯，出現(xiàn)高倍故障特征頻率；當(dāng)軸承滾動體周向劃傷時(shí)，包絡(luò)譜中主要為保持架故障特征頻率及滾動體故障特征頻率。

四，保持架變形

軸承保持架側(cè)板和橫杠磕碰故障時(shí)域波形中存在保持架故障特征頻率為周期性抖動。當(dāng)軸承保持架側(cè)板磕碰時(shí)，包絡(luò)譜中主要為保持架故障特征頻率fc；當(dāng)軸承保持架橫杠磕碰時(shí)，包絡(luò)譜中主要為轉(zhuǎn)頻fr及其倍頻成分。
五，異物侵入

當(dāng)軸承運(yùn)行中伴有異物時(shí)，信號中會產(chǎn)生較為微弱的沖擊，且包絡(luò)譜圖主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)頻及其倍頻。

六，潤滑異常

軸承正常半潤滑狀態(tài)下，時(shí)域中周期性沖擊較為明顯，包絡(luò)譜中主要為3倍轉(zhuǎn)頻及其倍頻成分。