转轴的振动机理与信号特征-寻兵精密五金制品厂

转轴的振动机理与信号特征

1、疲劳剥落损伤
        当轴承零件上产生了疲劳剥落坑后（以夸大的方式画出了疲劳剥落坑），在轴承运转中会因为碰撞而产生冲击脉冲。给出了钢球落下产生的冲击过程的示意图。在冲击的第一阶段，在碰撞点产生很大的冲击加速度，它的大小和冲击速度v成正比（在轴承中与疲劳损伤的大小成正比）。第二阶段，构件变形产生衰减自由振动，振动频率取决于系统的结构，为其固有频率。振幅的增加量A也与冲击速度v成正比。
        在滚动轴承剥落坑处碰撞产生的冲击力的脉冲宽度一般都很小，大致为微秒级。因力的频谱宽度与脉冲持续时间成反比，所以其频谱可从直流延展到100～500kHz。疲劳剥落损伤可以在很宽的频率范围内激发起轴承一传感器系统的固有振动。由于从冲击发生处到测量点的传递特性对此有很大影响，因此测点位置选择非常关键，测点应尽量接近承载区，振动传递界面越少越好。

轴承零件上的疲劳剥落坑
        有疲劳剥落故障轴承的振动信号为其简化的波形。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 。 
2、磨损
         随着磨损的进行，振动加速度峰值和RMS值缓慢上升，振动信号呈现较强的随机性，峰值与RMS值的比值从5左右逐渐增加到5.5～6。如果不发生疲劳剥落，最后振动幅值可比最初增大很多倍，变化情况见图12。
3、胶合
        为一运转过程中发生胶合的滚动轴承的振动加速度及外圈温度的变化情形。在A点以前，振动加速度略微下降，温度缓慢上升。A点之后振动值急剧上升，而温度却还有些下降，这一段轴承表面状态已恶化。在B点以后振动值第二次急剧上升，以致超过了仪器的测量范围，同时温度也急剧上升。在B点之前，轴承中已有明显的金属与金属的直接接触和短暂的滑动，B点之后有更频繁的金属之间直接接触及滑动，润滑剂恶化甚至发生炭化，直至发生胶合。从图中可以看出，振动值比温度能更早地预报胶合的发生，由此可见轴承振动是一个比较敏感的故障参数。