【精品】滚动轴承失效模式及研究方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
正常疲劳失效
– 疲劳失效指滚道和滚动体上发生 碎裂，并随之产生材料碎片脱落
– 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
5
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。。。
•第一阶段
•第二阶 段 •第三阶段
•第四阶段
14
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶
段•第一阶段•只是 Nhomakorabeag SE有明显指示
•第二阶段
•g SE明显增大，开始出现 轴承零件共振频率并伴有1X 转速频率边带
•第三阶段
•A.仅出现滚动轴承故障频 率(没有1X边带频率)
•B.滚动轴承跑道圆周上出 现轻微磨损时，便出现轴 承故障频率的谐波频率
障频率尖峰 轴 承 剩 余 寿 命 大 于 B-10 规 定 的 百 分
之十(注)
注：基于百分之九十的置信度
16
滚动轴承故障发展的第二阶段
噪声略增大
轴承温度正常
超声，声发射，振动尖峰能量有大的 增大，轴承外环有缺陷
振动总量略增大(振动加速度总量和振 动速度总量)
在对数频谱上可清楚地看到轴承故障 频率，而在线性频谱上难以看到；噪 声地平明显提高
轴 承 剩 余 寿 命 小 于 B-10 规 定 的 百 分 之 五 ( 注)
注：基于百分之九十的置信度
17
滚动轴承故障发展的第三阶段
可以听到噪声 轴承温度略升高 非常高的超声，声发射，振动尖峰能
量，轴承外环有故障 振动加速度总量和振动速度总量有大
的增大 在线性频谱上清楚地看出轴承故障频
– 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 声和胱动。
9
滚动轴承故障发展过程的四阶段
•灾难性破坏
•X
•1 •阶段轴承剩余寿命的百分之十至二十
•累 积 的
•2 •阶段轴承剩余寿命的百分之五至十 •3 •阶段轴承剩余寿命的百分之一至五
损 •4 •阶段一小时至轴承剩余寿命的百分之
【精品】滚动轴承失效模式 及研究方法
2
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，布式 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，从金色 变为蓝色
– 温度超过400F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，另外温升降低和
不对中
– 不对中的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。
率及其谐波频率和边带频率 振动频谱的噪声地平明显提高 轴 承 剩 余 寿 命 小 于 不 B-10 规 定 的 百 分
之一(注)
注：基于百分之九十的置信度
18
滚动轴承故障发展的第四阶段
噪声的强度改变 轴承的温度明显升高 超声，声发射，振动尖峰能量迅速增大，随
后逐渐减小，轴承外环处在损坏之前的故障 状态 振动速度总量和振动位移总量明显增大，振 动加速度总量反而减小 出现较低频率的轴承故障频率尖峰且占优势 振动频谱中噪声地平非常高 轴 承 剩 余 寿 命 小 于 B-10 规 定 的 百 分 之 零 点 二 ( ) 注 ： 基 于 百 分 之 九 十 的 置 信 度
– 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
6
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。
24
轴承故障发展的最后阶段
这阶段末，甚至可以检测出1X转速频率的振动幅值增大 ，通常还引起许多转速谐波频率分量的增大。离散的轴 承故障频率和自振频率实际开始“消失”，而被随机，宽带 高频“噪声地平”取代。此外，高频噪声地平和振动尖峰能 量gSE两者的幅值事实上反而减小；但是，轴承刚损坏 前振动尖峰能量gSE值通常将突增到很大的幅值。
第三阶段：1.可以听到噪声；2.温度略升高；3.非常高的超声，声发射，振 动尖峰能量gSE，轴承外环有故障；4.振动加速度总量和振动速度总量大增 ；5.在线性刻度频谱上清楚地看出轴承故障频率及其谐波频率和边带频率； 6.振动频谱的噪声地平明显提高；7. .轴承剩余寿命大于B-10规定的百分之 一。
第四阶段：1.噪声的强度改变；2.温度明显升高；3.超声，声发射，振动尖 峰能量gSE迅速增大，随后逐渐减小，轴承外环处于损坏之前的故障状态 ；4.振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动加速度总量减小；5.频率 较低的轴承故障频率尖峰占优势，振动频谱中噪声地平非常高；6.轴承剩余 寿命大于B-10规定的百分之零点二。
外环故障频率：
BPFO=(1/2)n |No-Ni| [1-(d/D)Cosφ]
内环故障频率：
BPFI=(1/2)n |Ni- No| [1+(d/D)Cosφ］
以上符号：
d=滚动体直径； D=滚动轴承平均直径(滚动体中心处直径)； φ=径向方向接触角； n=滚动体数目； No=轴承外环角速度； Ni=轴承内环角速度(=轴转速). 注：1.滚动轴承没有滑动；2.滚动轴承几何尺寸没有变化；3.轴承外环和轴承内
破坏润滑性能
3
轴承故障原因及其解决
布式硬度凹痕
– 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式凹
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
4
轴承故障原因及其解决
• 区域A
区域B
区域C
区域D
•常 规 振 动 频 率 区 轴 承 故 障 频 率 区 轴 承 零 件 自 振 频 率 区 振 动 尖 峰 能 量 区
21
轴承故障发展的第一阶段
滚动轴承故障的最早指示出现在从250K赫兹到350K赫兹频率范围 内；随后，当磨损扩展时，通常降到约20K赫兹到60K赫兹。这些 频率就是振动尖峰能量gSE等评定的频率。例如，振动尖峰能量 gSE首先以约0.25gSE出现(具体数值取决于测量位置和机器转速) 。gSE谱可以确认滚动轴承是否处于其故障发展的第一阶段。
23
轴承故障发展的第三阶段
这阶段中，出现滚动轴承故障频率及其谐波频率。当磨损进一 步扩展时，出现较多的滚动轴承故障频率的谐波频率，并且， 边带频率的数量增多。振动尖峰能量gSE总量值继续增大(例如 ，从0.5gSE到1.0gSE以上)。这时已可以用肉眼观察到磨损， 当滚动轴承故障频率及其谐波频率的两侧伴随有很多边带频率 时，磨损可能已扩展到轴承的整个圆周。gSE谱可以帮助确认 滚动轴承故障发展的第三阶段。这时，应该更换滚动轴承(与振 动频谱中轴承故障频率分量的幅值无关)。
22
轴承故障发展的第二阶段
这阶段中，轻微的滚动轴承故障开始“振铃”激起滚动轴承零件的 自振频率(fn),这些自振频率通常出现在500赫兹到2000赫兹频率 范围内。这种自振频率也可能是机器结构的共振频率。这阶段末 ，在自振频率两侧出现边带频率。振动尖峰能量gSE增大(例如， 从0.25gSE增大到0.5gSE)。
伤
一
•4
•1 •2 •3
•通常约百分之八十至九十的轴承寿 命 滚动轴承四种类型故障频率
•时间
1.随机的，超声频率-gSE ,HFD ,SPM；
2.轴承零部件自振频率-500至2000赫兹范围，与转速无关；
3旋转的故障频率-内环BPFI，外环BPFO，滚动体BSF和保 持架FTF故障频率
4.和频与差频-轴承若干故障频率之间及其它振源频率相加或相减得出的频率
第四种频率 ：
和频与差频 --- 轴承的若干故障频率之间及与其它 振源频率之间相 加或相减
12
滚动轴承故障发展的四个阶段
第 一 阶 段 ：滚动轴承故障初始阶段 第 二 阶 段 ：滚动轴承轻微故障阶段 第 三 阶 段 ：滚动轴承宏观故障阶段 第 四 阶 段 ：滚动轴承故障最后阶段
13
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶 段
25
结束语
振 动 尖 峰 能 量 ( gSE ) 可 以 在 滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 初 始 阶 段 检 测 到 故 障 信 息， 并 且 可 跟 踪 轴 承 故 障 发展，在第二，三和第四阶段中以不同的信息反 映轴承不同的故障状态。
同时采用振动速度或振动加速度检测常规振动频 谱可以在滚动轴承故障发展的第三阶段有效地检 测 到 轴 承 的 故 障 频 率 ( 内环故障BPFI ，外环故障 BPFO ，滚动体故障 BSF 和保持架故障 FTF ) 等。
– 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
7
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
8
轴承故障原因及其解决
振动尖峰能量和振动速度或振动加速度相结合可 以 有 效 地 早 期 检 测 滚 动 轴 承 的 故 障。
26
滚动轴承故障频率计算(1)
保持架故障频率：
FTF=(1/2){No［1+（d/D）Cos φ] +Ni ［1-（d/D）Cos φ]}
滚动体旋转故障频率：
BSF=(1/2)(D/d) |No-Ni|{ [1-(d/D)Cos φ]²}
环都旋转.
27
滚动轴承故障频率计算(2)
滚动轴承保持架故障频率：
FTF=(N/2)［1-（d/D）Cos φ]
滚动轴承滚动体旋转故障频率： BSF=(N/2)(D/d){1-[(d/D)Cos φ］²}
滚动轴承外环故障频率： BPFO=(N/2)n[1-(d/D)Cosφ]
滚动轴承内环故障频率： BPFI=(N/2)n[1+(d/D)Cosφ］
11
滚动轴承故障四种类型频率
第一种频率：
随机的，超声频率 -- 振动尖峰能量( g SE )，高频加速度( HFD)和 冲击脉冲( SPM )；
第二种频率：
轴承零部件的自振频率 -- 在500到2000赫兹频率 范围内，与转速 无关 ；
第三种频率：
旋转的故障频率 --- 轴承的内环故障(BPFI)，外环 故障(BPFO)， 滚动体故障(BSF)和保持架故障(FTF)；
•C.磨损明显时轴承故障频 率两侧出现1X转速边带频 率，还可出现其它的轴承 故障频率
•第四阶段
•gSE本阶段开始时减小， 卡死前可能剧增。出现高 频随机谱，轴承寿命成问 题。
15
滚动轴承故障发展的第一阶段
噪声正常 轴承温度正常 可以用超声，振动尖峰能量，声发
射测量出来，轴承外环有缺陷 振动总量比较小。无离散的轴承故
19
•滚 动 轴 承 故 障 谱 特 征 (1)
滚 动 轴 承 故 障 发 展 第 一 和 第 二 阶 段 gSE 和 频
•
谱特征的比较
区域A
区域B
区域C
区域D
常规振动频率区
轴承故障频率区
轴承零件自振频率区 振动尖峰能量区
•第一阶段
20
•滚 动 轴 承 故 障 谱 特 征 (2)
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 第 三 和 第 四 阶 段 gSE 和 振 动 频 谱特 征 的 比 较
10
滚动轴承故障发展过程的四阶段中典型特征
第一阶段：1噪声正常；2.温度正常；3.可用超声，振动尖峰能量gSE声发 射测量出来，轴承外环有缺陷；4.振动总量较小，无离散的轴承故障频率尖 峰；5.轴承剩余寿命大于B-10规定的百分之十。
第二阶段：1.噪声略增大；2.温度正常；3.超声，声发射，振动尖峰能量 gSE明显增大，轴承外环有缺陷；4.振动总量略增大(振动加速度总量和振 动速度总量)；5.在对数刻度的频谱上可清楚地看到轴承故障频率，而在线 性刻度的频谱上则很难看到；噪声地平明显提高；6.轴承剩余寿命大于B10规定的百分之五。
– 疲劳失效指滚道和滚动体上发生 碎裂，并随之产生材料碎片脱落
– 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
5
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。。。
•第一阶段
•第二阶 段 •第三阶段
•第四阶段
14
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶
段•第一阶段•只是 Nhomakorabeag SE有明显指示
•第二阶段
•g SE明显增大，开始出现 轴承零件共振频率并伴有1X 转速频率边带
•第三阶段
•A.仅出现滚动轴承故障频 率(没有1X边带频率)
•B.滚动轴承跑道圆周上出 现轻微磨损时，便出现轴 承故障频率的谐波频率
障频率尖峰 轴 承 剩 余 寿 命 大 于 B-10 规 定 的 百 分
之十(注)
注：基于百分之九十的置信度
16
滚动轴承故障发展的第二阶段
噪声略增大
轴承温度正常
超声，声发射，振动尖峰能量有大的 增大，轴承外环有缺陷
振动总量略增大(振动加速度总量和振 动速度总量)
在对数频谱上可清楚地看到轴承故障 频率，而在线性频谱上难以看到；噪 声地平明显提高
轴 承 剩 余 寿 命 小 于 B-10 规 定 的 百 分 之 五 ( 注)
注：基于百分之九十的置信度
17
滚动轴承故障发展的第三阶段
可以听到噪声 轴承温度略升高 非常高的超声，声发射，振动尖峰能
量，轴承外环有故障 振动加速度总量和振动速度总量有大
的增大 在线性频谱上清楚地看出轴承故障频
– 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 声和胱动。
9
滚动轴承故障发展过程的四阶段
•灾难性破坏
•X
•1 •阶段轴承剩余寿命的百分之十至二十
•累 积 的
•2 •阶段轴承剩余寿命的百分之五至十 •3 •阶段轴承剩余寿命的百分之一至五
损 •4 •阶段一小时至轴承剩余寿命的百分之
【精品】滚动轴承失效模式 及研究方法
2
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，布式 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，从金色 变为蓝色
– 温度超过400F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，另外温升降低和
不对中
– 不对中的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。
率及其谐波频率和边带频率 振动频谱的噪声地平明显提高 轴 承 剩 余 寿 命 小 于 不 B-10 规 定 的 百 分
之一(注)
注：基于百分之九十的置信度
18
滚动轴承故障发展的第四阶段
噪声的强度改变 轴承的温度明显升高 超声，声发射，振动尖峰能量迅速增大，随
后逐渐减小，轴承外环处在损坏之前的故障 状态 振动速度总量和振动位移总量明显增大，振 动加速度总量反而减小 出现较低频率的轴承故障频率尖峰且占优势 振动频谱中噪声地平非常高 轴 承 剩 余 寿 命 小 于 B-10 规 定 的 百 分 之 零 点 二 ( ) 注 ： 基 于 百 分 之 九 十 的 置 信 度
– 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
6
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。
24
轴承故障发展的最后阶段
这阶段末，甚至可以检测出1X转速频率的振动幅值增大 ，通常还引起许多转速谐波频率分量的增大。离散的轴 承故障频率和自振频率实际开始“消失”，而被随机，宽带 高频“噪声地平”取代。此外，高频噪声地平和振动尖峰能 量gSE两者的幅值事实上反而减小；但是，轴承刚损坏 前振动尖峰能量gSE值通常将突增到很大的幅值。
第三阶段：1.可以听到噪声；2.温度略升高；3.非常高的超声，声发射，振 动尖峰能量gSE，轴承外环有故障；4.振动加速度总量和振动速度总量大增 ；5.在线性刻度频谱上清楚地看出轴承故障频率及其谐波频率和边带频率； 6.振动频谱的噪声地平明显提高；7. .轴承剩余寿命大于B-10规定的百分之 一。
第四阶段：1.噪声的强度改变；2.温度明显升高；3.超声，声发射，振动尖 峰能量gSE迅速增大，随后逐渐减小，轴承外环处于损坏之前的故障状态 ；4.振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动加速度总量减小；5.频率 较低的轴承故障频率尖峰占优势，振动频谱中噪声地平非常高；6.轴承剩余 寿命大于B-10规定的百分之零点二。
外环故障频率：
BPFO=(1/2)n |No-Ni| [1-(d/D)Cosφ]
内环故障频率：
BPFI=(1/2)n |Ni- No| [1+(d/D)Cosφ］
以上符号：
d=滚动体直径； D=滚动轴承平均直径(滚动体中心处直径)； φ=径向方向接触角； n=滚动体数目； No=轴承外环角速度； Ni=轴承内环角速度(=轴转速). 注：1.滚动轴承没有滑动；2.滚动轴承几何尺寸没有变化；3.轴承外环和轴承内
破坏润滑性能
3
轴承故障原因及其解决
布式硬度凹痕
– 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式凹
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
4
轴承故障原因及其解决
• 区域A
区域B
区域C
区域D
•常 规 振 动 频 率 区 轴 承 故 障 频 率 区 轴 承 零 件 自 振 频 率 区 振 动 尖 峰 能 量 区
21
轴承故障发展的第一阶段
滚动轴承故障的最早指示出现在从250K赫兹到350K赫兹频率范围 内；随后，当磨损扩展时，通常降到约20K赫兹到60K赫兹。这些 频率就是振动尖峰能量gSE等评定的频率。例如，振动尖峰能量 gSE首先以约0.25gSE出现(具体数值取决于测量位置和机器转速) 。gSE谱可以确认滚动轴承是否处于其故障发展的第一阶段。
23
轴承故障发展的第三阶段
这阶段中，出现滚动轴承故障频率及其谐波频率。当磨损进一 步扩展时，出现较多的滚动轴承故障频率的谐波频率，并且， 边带频率的数量增多。振动尖峰能量gSE总量值继续增大(例如 ，从0.5gSE到1.0gSE以上)。这时已可以用肉眼观察到磨损， 当滚动轴承故障频率及其谐波频率的两侧伴随有很多边带频率 时，磨损可能已扩展到轴承的整个圆周。gSE谱可以帮助确认 滚动轴承故障发展的第三阶段。这时，应该更换滚动轴承(与振 动频谱中轴承故障频率分量的幅值无关)。
22
轴承故障发展的第二阶段
这阶段中，轻微的滚动轴承故障开始“振铃”激起滚动轴承零件的 自振频率(fn),这些自振频率通常出现在500赫兹到2000赫兹频率 范围内。这种自振频率也可能是机器结构的共振频率。这阶段末 ，在自振频率两侧出现边带频率。振动尖峰能量gSE增大(例如， 从0.25gSE增大到0.5gSE)。
伤
一
•4
•1 •2 •3
•通常约百分之八十至九十的轴承寿 命 滚动轴承四种类型故障频率
•时间
1.随机的，超声频率-gSE ,HFD ,SPM；
2.轴承零部件自振频率-500至2000赫兹范围，与转速无关；
3旋转的故障频率-内环BPFI，外环BPFO，滚动体BSF和保 持架FTF故障频率
4.和频与差频-轴承若干故障频率之间及其它振源频率相加或相减得出的频率
第四种频率 ：
和频与差频 --- 轴承的若干故障频率之间及与其它 振源频率之间相 加或相减
12
滚动轴承故障发展的四个阶段
第 一 阶 段 ：滚动轴承故障初始阶段 第 二 阶 段 ：滚动轴承轻微故障阶段 第 三 阶 段 ：滚动轴承宏观故障阶段 第 四 阶 段 ：滚动轴承故障最后阶段
13
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 四 个 阶 段
25
结束语
振 动 尖 峰 能 量 ( gSE ) 可 以 在 滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 初 始 阶 段 检 测 到 故 障 信 息， 并 且 可 跟 踪 轴 承 故 障 发展，在第二，三和第四阶段中以不同的信息反 映轴承不同的故障状态。
同时采用振动速度或振动加速度检测常规振动频 谱可以在滚动轴承故障发展的第三阶段有效地检 测 到 轴 承 的 故 障 频 率 ( 内环故障BPFI ，外环故障 BPFO ，滚动体故障 BSF 和保持架故障 FTF ) 等。
– 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
7
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
8
轴承故障原因及其解决
振动尖峰能量和振动速度或振动加速度相结合可 以 有 效 地 早 期 检 测 滚 动 轴 承 的 故 障。
26
滚动轴承故障频率计算(1)
保持架故障频率：
FTF=(1/2){No［1+（d/D）Cos φ] +Ni ［1-（d/D）Cos φ]}
滚动体旋转故障频率：
BSF=(1/2)(D/d) |No-Ni|{ [1-(d/D)Cos φ]²}
环都旋转.
27
滚动轴承故障频率计算(2)
滚动轴承保持架故障频率：
FTF=(N/2)［1-（d/D）Cos φ]
滚动轴承滚动体旋转故障频率： BSF=(N/2)(D/d){1-[(d/D)Cos φ］²}
滚动轴承外环故障频率： BPFO=(N/2)n[1-(d/D)Cosφ]
滚动轴承内环故障频率： BPFI=(N/2)n[1+(d/D)Cosφ］
11
滚动轴承故障四种类型频率
第一种频率：
随机的，超声频率 -- 振动尖峰能量( g SE )，高频加速度( HFD)和 冲击脉冲( SPM )；
第二种频率：
轴承零部件的自振频率 -- 在500到2000赫兹频率 范围内，与转速 无关 ；
第三种频率：
旋转的故障频率 --- 轴承的内环故障(BPFI)，外环 故障(BPFO)， 滚动体故障(BSF)和保持架故障(FTF)；
•C.磨损明显时轴承故障频 率两侧出现1X转速边带频 率，还可出现其它的轴承 故障频率
•第四阶段
•gSE本阶段开始时减小， 卡死前可能剧增。出现高 频随机谱，轴承寿命成问 题。
15
滚动轴承故障发展的第一阶段
噪声正常 轴承温度正常 可以用超声，振动尖峰能量，声发
射测量出来，轴承外环有缺陷 振动总量比较小。无离散的轴承故
19
•滚 动 轴 承 故 障 谱 特 征 (1)
滚 动 轴 承 故 障 发 展 第 一 和 第 二 阶 段 gSE 和 频
•
谱特征的比较
区域A
区域B
区域C
区域D
常规振动频率区
轴承故障频率区
轴承零件自振频率区 振动尖峰能量区
•第一阶段
20
•滚 动 轴 承 故 障 谱 特 征 (2)
滚 动 轴 承 故 障 发 展 的 第 三 和 第 四 阶 段 gSE 和 振 动 频 谱特 征 的 比 较
10
滚动轴承故障发展过程的四阶段中典型特征
第一阶段：1噪声正常；2.温度正常；3.可用超声，振动尖峰能量gSE声发 射测量出来，轴承外环有缺陷；4.振动总量较小，无离散的轴承故障频率尖 峰；5.轴承剩余寿命大于B-10规定的百分之十。
第二阶段：1.噪声略增大；2.温度正常；3.超声，声发射，振动尖峰能量 gSE明显增大，轴承外环有缺陷；4.振动总量略增大(振动加速度总量和振 动速度总量)；5.在对数刻度的频谱上可清楚地看到轴承故障频率，而在线 性刻度的频谱上则很难看到；噪声地平明显提高；6.轴承剩余寿命大于B10规定的百分之五。