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加工出高精度軸承孔的新技術
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時間 : 2019-06-12 16:10 浏覽量 : 15

軸承在運轉過程中,會由于疲勞的原因慢慢的劣化。
如圖1 所示,滾动軸承的劣化發展不是一個線性過程,而是一個指數過程。
在不同的劣化階段,故障信息出現在不同的頻帶範圍内,所以要采用不同的故障檢測方法。
目前工业領域普遍認为滾动軸承的劣化曆程可以分为四個階段。
圖1 典型的軸承故障發展曆程1第一階段,軸承失效初期,如圖2所示。
这個階段軸承最先在次表面形成微觀裂紋或晶格的錯位,而軸承表面則看不到裂紋或者微小剝落,在振动信号的低頻段不會形成比較明顯的沖擊信号,用傳統的加速度傳感器不能拾取到故障信号,但是次表面的微觀裂紋或者晶格的錯位會産生聲發射信号或者應力波信号。
因此,在这個階段軸承的故障特征主要體現在超聲頻率段,可以通過聲發射傳感器或者基于共振的加速度傳感器進行拾取,其主要表現为測得的信号峰值或者能量值變大。
圖2 軸承劣化第一階段的振动信号的特征2第二階段,軸承失效發展期,如圖3所示。
在这個階段軸承的微觀劣化開始由次表面向表面擴展,并在軸承的接觸表面産生裂紋或微小剝落等損傷點。
當軸承元件表面與这些損傷點接觸時,就會形成一定頻率的沖擊脈沖,根據傅里葉變換可知,短時的沖擊信号在頻域上是一個寬頻信号,所以这個沖擊信号必然會激起軸承零部件的高頻固有頻率發生共振,從而使得其振动加強,通過加速度傳感器便能将这部分信号拾取到,再利用包絡解調技術便能觀察到軸承的故障特征頻率,到了第二階段的末期還能觀察到故障特征頻率的倍頻。
在这個階段,軸承的故障特征頻率暫時被淹沒在低頻段較高的噪音當中,因此在故障特征頻率段觀察不到很清晰的故障特征頻率。
圖3 軸承劣化第二階段的振动信号的特征3第三階段,軸承失效快速發展期,如圖4所示。
在这個階段,随着軸承損傷的加速發展,損傷點對軸承接觸面的沖擊越来越強烈,在共振頻率段解調出来的軸承故障特征頻率的倍頻越来越多,而且其周期性沖擊的能量大小已经足以直接通過振动信号的功率譜觀察出来,这個時候可以直接在振动信号的功率譜上清晰的看到軸承的故障特征頻率,并且其倍頻有越来越多的趨勢。
圖4 軸承劣化第三階段的振动信号的特征4第四階段,軸承失效末期,如圖5所示。
在这個階段,滾动軸承已经快达到壽命的終點,損傷點可以通過肉眼觀察到,軸承運动的噪音變得特别大,溫度急速的升高。
此時直接功率譜上不僅可以清晰的看到軸承的故障特征頻率及其倍頻,如果損傷點交替的進入載荷區的話,還能在故障特征頻率旁邊看到明顯的調制邊頻。
在第四階段的末期,頻譜上譜線變得不是很清晰,在功率譜上會形成凸出的“茅草堆”,另外高頻振动的能量在这時還可能不升反降,如果發現高頻的監測量開始下降,不是表面軸承狀态變好,而是說明軸承已经快到壽命的終點。
圖5 軸承劣化第四階段的振动信号的特征綜上所述,從軸承劣化的四個階段可以看出,軸承故障特征頻率出現的頻率段以及故障特征頻率是否出現倍頻、是否出現邊頻都一定程度反應了軸承的劣化信息,從頻率和時間的關系来看軸承的劣化有從高頻到低頻移动的趨勢,先是超聲頻率段測得的信号産生變化,随着軸承劣化的發展,共振頻率段的信号通過一定的分析方法可以觀察到軸承的故障特征頻率,最後在 1KHz 以内的低頻段信号的功率譜上觀察到故障特征頻率。
这說明随着軸承故障的發展,其故障特征将逐漸從高頻段到低頻段移动。

軸承都有着一定的旋轉速度極限,NSK軸承也不會例外,軸承旋轉時,随着軸承旋轉速度加快,由軸承内部摩擦熱而産生的溫升也增高。
旋轉速度極限是能夠部産生燒結、過熱、持續運轉的经验的速度允許值。
應此,各種軸承的極限轉速,因軸承結構、尺寸、保持架結構、材料、軸承負荷、潤滑方法、包括NSK軸承周圍的冷卻情況而各異。
  各種軸承尺寸表中,按每種軸承均記載着脂潤滑及油潤滑的極限轉速。
这個數值是标準設計的軸承,在普通負荷條件下,脂潤滑、油潤滑運轉時,所允許的旋轉數。
油潤滑的數值,是以油浴潤滑为基準。
  根據潤滑劑種類,牌子不同,也有其它性能好,卻不适于高速旋轉。
所以,軸承旋轉速度超過了軸承尺寸表中記載的極限轉速70%,需選擇高速性能優良的潤滑脂、潤滑油。
  

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