軸承故障的分析與診斷

　　軸承故障的分析與診斷，在不了解設(shè)備基本參數(shù)的條件下如何做減速機(jī)?在不了解設(shè)備基本參數(shù)的條件下，利用頻域分析方法，對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)減速機(jī)進(jìn)行了故障診斷。發(fā)現(xiàn)故障與實(shí)際故障*吻合。那么，在不了解設(shè)備基本參數(shù)的條件下如何診斷軸承故障?對(duì)此樽祥科技為大家做出了詳細(xì)的講解。>>>機(jī)械故障檢測(cè)儀代理商：

　　樽祥科技軸承故障的分析與診斷：

　　1 前言

　　冶金設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)多采用齒輪變速機(jī)構(gòu)，齒輪和軸承是兩種zui常見(jiàn)的零件與箱體組合設(shè)計(jì)成的減(增)速機(jī)。這種結(jié)構(gòu)常使齒輪和軸承的狀態(tài)、壽命表現(xiàn)出*的相關(guān)性和因果關(guān)系，一榮俱榮、一損俱損。而齒輪和軸承的故障同時(shí)又是冶金企業(yè)zui常見(jiàn)的故障形式之一。

　　特別是在不知道設(shè)備詳細(xì)的基本參數(shù)時(shí)如何區(qū)分齒輪和軸承的故障，對(duì)設(shè)備維修計(jì)劃的制定、備品備件的提前準(zhǔn)備及維修后是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能、狀態(tài)、精度良好的目的等等，意義更為重大。

　　同時(shí)軸承和齒輪的故障模式有比較明顯的相似性，如：利用振動(dòng)加速度測(cè)定從1—10KHz頻率是機(jī)械的局部共振頻率，除齒輪以外，水泵、軸承、電動(dòng)機(jī)等也會(huì)發(fā)生同樣頻率的振動(dòng)，尤其是診斷滾動(dòng)軸承時(shí)易發(fā)生誤診。>>>機(jī)械故障檢測(cè)儀代理商：

　　2 診斷分析

　　2.1 設(shè)備概況

　　該減速機(jī)已運(yùn)行3年，于2006年7月突然發(fā)生故障，二軸下軸承損壞、抱軸，更換軸承后一周內(nèi)，減速機(jī)產(chǎn)生不正常聲響，振動(dòng)異常。圖1為軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。由于客觀條件限制僅能在減速機(jī)軸承座頂部的4個(gè)位置，分別安裝2個(gè)加速度傳感器，測(cè)量垂直方向的振動(dòng)。測(cè)點(diǎn)位置如圖1所示。

　　2.2 故障的分析與診斷

　　采用CSI2130便攜式振動(dòng)分析儀對(duì)無(wú)縫廠(chǎng)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的減速機(jī)進(jìn)行了振動(dòng)監(jiān)測(cè)。

　　由于沒(méi)有圖紙，測(cè)試前減速機(jī)的基本參數(shù)無(wú)法預(yù)先獲得。并且電機(jī)軸轉(zhuǎn)速不恒定和傳感器不能安裝到所有測(cè)點(diǎn)給故障診斷和分析帶來(lái)了不小的困難。但是根據(jù)齒輪嚙合和軸承故障的不同機(jī)理和模式，還是能夠得出比較的結(jié)論。

　　圖2測(cè)點(diǎn)1垂直方向頻譜圖

　　圖3測(cè)點(diǎn)2垂直方向頻譜圖

　　2.2.1從幅值區(qū)分齒輪與軸承故障：如圖4所示若測(cè)定的所有各值差異很小或相同，且均超差，說(shuō)明齒輪異常，若4個(gè)測(cè)定值中的個(gè)別值大于其他值，即表示此測(cè)定部位是滾動(dòng)軸承異常。圖3、圖4分別為1、2測(cè)點(diǎn)的垂直方向頻譜圖幅值較相近，懷疑為齒輪的嚙合故障。

　　2.2.2幾乎所有的齒輪嚙合故障，嚙合頻率都會(huì)帶有其所在軸轉(zhuǎn)頻的邊帶。出現(xiàn)的186.08Hz頻率及多次諧波帶有較明顯的邊帶。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，可以推算出是一軸、二軸轉(zhuǎn)頻的邊帶大約為6.67-8.33Hz。186.08Hz的邊帶為7.16Hz，186.08÷7.16=26.00103≈26是整數(shù)倍?；究梢源_定186.08Hz是一軸、二軸齒輪的嚙合頻率，齒輪的嚙合運(yùn)行處于故障狀態(tài)。　

　　圖5測(cè)點(diǎn)2垂直方向頻譜圖

　　圖6測(cè)點(diǎn)2垂直方向PKVue頻譜圖

　　2.2.3 圖5、圖6是2測(cè)點(diǎn)的兩幅頻譜圖，出現(xiàn)了80.20Hz頻率的大量諧波，同時(shí)，PKVue沖擊強(qiáng)烈。80.20Hz無(wú)邊帶，可以確定80.20Hz不是齒輪的嚙合頻率。

　　2.2.4 80.20Hz÷7.1=11.30不是整數(shù)倍，80.20Hz頻率的振動(dòng)值在2測(cè)點(diǎn)處zui大，說(shuō)明振源在二軸，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員反映二軸下部噪聲較大，基本確定為下部軸承故障。由于80.20Hz沒(méi)有邊帶，基本可以確定為軸承外圈故障。

　　3 診斷結(jié)果

　　3.1.結(jié)論：

　　3.1.1所測(cè)四個(gè)測(cè)點(diǎn)全部以上述各頻譜圖中的兩種故障模式為主。

　　3.1.2一軸和二軸的一對(duì)齒輪嚙合處于故障狀態(tài)。

　　3.1.3二軸下軸承(外圈)處于故障狀態(tài)。

　　3.2故障機(jī)理分析：

　　3.2.1齒輪嚙合故障的原因可能有：

　　-換軸承時(shí)可能一軸或二軸發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)，改變了原齒輪幅的嚙合狀態(tài)，產(chǎn)生新齒嚙合，由于輪齒磨損不同產(chǎn)生了嚙合故障。

　　-由于嚙合間隙調(diào)整造成的暫時(shí)的嚙合不良，類(lèi)似于新設(shè)備的跑合，會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間而改善。

　　-上軸承沒(méi)換，由于上軸承的磨損間隙(已運(yùn)行3年)大于下軸承(新?lián)Q軸承)的游隙會(huì)產(chǎn)生二軸的不同心現(xiàn)象 ，產(chǎn)生齒距偏差，造成嚙合故障。

　　3.2.2軸承故障的原因可能有：

　　修鏜孔的精度不夠，外圈的裝配精度不能保證

　　-外圈與軸承座間有雜質(zhì)或毛刺沒(méi)清凈。

　　-由于二軸的不同心造成的外圈故障。

　　3.3建議措施：

　　3.3.1繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，看故障的變化趨勢(shì)，有好轉(zhuǎn)說(shuō)明是跑合過(guò)程。

　　3.3.2如繼續(xù)劣化，定修時(shí)換軸承(二軸軸承需成對(duì)更換)，調(diào)整齒輪嚙合精度。

　　4 生產(chǎn)驗(yàn)證

　　4.1三天后由于噪聲仍然存在，決定在定修時(shí)解體。發(fā)現(xiàn)二軸下部軸承外圈掉肉，二軸齒輪局部大約30%嚙合，且嚙合部分磨損異常。

　　4.2解體后所看到的設(shè)備的主要參數(shù)如表1所示。二軸下部軸承FAG 24044B外圈故障頻率計(jì)算值11.652×7.1=82.7292與實(shí)測(cè)值80.20相近。

　　軸承外圈掉肉

　　一軸齒輪嚙合故障

　　5 結(jié)論

　　即使在事前不了解設(shè)備基本參數(shù)的情況下，如果對(duì)軸承、齒輪的故障模式有比較深入的理解，從振動(dòng)幅值、故障頻率的邊帶、與轉(zhuǎn)數(shù)頻率的同步性三個(gè)方面加以區(qū)分，還是能夠較準(zhǔn)確的判別軸承和齒輪的故障，使維修更具科學(xué)性。

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