轴承状态检测相关资料

轴

承

状

态

分

析

院系：机械学院

班级：09级测控二班

学号：20091450

姓名：刘涛

1.轴承检测的意义

轴承状态检测与故障诊断技术是一种了解和掌握轴承在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，并且能够预报故障发展趋势的技术。在工业应用系统中，滚动轴承是其中的重要部件，而滚动轴承引发的故障是引起及其设备失效的重要原因，特别是在告诉重载条件下的滚动轴承，由于工作面接触应力的长期反复作用，极易引起疲劳，裂纹，剥蚀，压痕等故障，从而引发轴承产生断裂，胶着，烧损等现象。而这些故障会使轴承的旋转精度降低，产生震动，噪声，增加轴承的旋转阻力。最终将使轴承受到阻滞和卡死。造成工业机械系统的失效。因而对轴承状态的检测是十分重要的。研究轴承故障诊断与检测可已达到一下目的：

（1）能及时，正确地对滚动轴承各种故障状态或异常状态做出诊断或检测，预防或消除故障，对设备的运行经行必要的指导，提高设备运行的可靠度，安全性和有效

性，以期把故障损失减低到最低水平。

（2）保证滚动轴承发挥最大的设计能力，制定合理的检测维修制度，以便在允许的条件下延长滚动周琛通过的服役期限和使用寿命，减低设备全寿命周期费用。

（3）通过故障分析，性能评估等手段为滚动轴承的优化设计，结构修改，合理制造等生产过程提供数据和信息。

总得说来，滚动轴承故障检测与检测既要保证设备的安全运行，又要获取更得的经济效益和社会效益。

2.常见的轴承故障以及损坏原因

滚动轴承拆卸检查时，可根据轴承的损伤情况判断轴承的故障及损坏原因。

（1）滚道表面金属剥落

轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷的作用，从而产生周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定数值后，在滚动体或内、外圈滚道工作面上就产生疲劳剥落。如果轴承的负荷过大，会使这种疲劳加剧。另外，轴承安装不正、轴弯曲，也会产生滚道剥落现象。

轴承滚道的疲劳剥落会降低轴的运转精度，使机构发生振动和噪声。

（2）轴承烧伤

烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火色。烧伤的原因一般是润滑不足、润滑油质量不符合要求或变质，以及轴承装配过紧等。

（3）塑性变形

轴承的滚道与滚子接触面上出现不均匀的凹坑，说明轴承产生塑性变形。其原因是轴承在很大的静载荷或冲击载荷作用下，工作表面的局部应力超过材料的屈服极限，这种情况一般发生在低速旋转的轴承上。

（4）轴承座圈裂纹

轴承座圈产生裂纹的原因可能是轴承配合过紧，轴承外国或内圈松动，轴承的包容件变形，安装轴承的表面加工不良等。

（5）保持架碎裂

其原因是润滑不足，滚动体破碎，座圈歪斜等。

（6）保持架的金属粘附在滚动体上

可能的原因是滚动体被卡在保持架内或润滑不足。

（7）座圈滚道严重磨损

可能是座圈内落入异物，润滑油不足或润滑油牌号不合适

滚动轴承的故障现象一般表现为两种，一是轴承安装部位温度过高，二是轴承运转中有噪音。（1）轴承温度过高

在机构运转时，安装轴承的部位允许有一定的温度，当用手抚摸机构外壳时，应以不感觉烫手为正常，反之则表明轴承温度过高。

轴承温度过高的原因有：润滑油质量不符合要求或变质，润滑油粘度过高；机构装配过紧(间隙不足)；轴承装配过紧；轴承座圈在轴上或壳内转动；负荷过大；轴承保持架或滚动体碎裂等。

（2）轴承噪音

滚动轴承在工作中允许有轻微的运转响声，如果响声过大或有不正常的噪音或撞击声，则表明轴承有故障。

滚动轴承产生噪音的原因比较复杂，其一是轴承内、外圈配合表面磨损。由于这种磨损，破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系，导致轴线偏离了正确的位置，在轴在高速运动时产生异响。当轴承疲劳时，其表面金属剥落，也会使轴承径向间隙增大产生异响。此外，轴承润滑不足，形成干摩擦，以及轴承破碎等都会产生异常的声响。轴承磨损松旷后，保持架松动损坏，也会产生异响。

3.轴承检测常用的诊断技术

滚动轴承的故障诊断技术主要有振动诊断技术、铁谱诊断技术、温度诊断技术、声学诊断技术、油膜电阻诊断技术和光纤监测诊断技术等，其中，振动、铁铺、温度诊断技术应用最普遍。

1.振动诊断技术

轴承元件的工作表面出现疲劳剥落、压痕或局部腐蚀时，轴承运行中会出现周期性的脉冲信号。这种周期性的信号可有安装在轴承座上的传感器（速度型或加速度型）来接收，通过对振动信号的分析来诊断轴承的故障。

特点：振动诊断技术应用广泛；可实现在线监测；诊断快，诊断理论已成熟。

应用范围：特别适合旋转机械中轴承的故障监测。

2.铁谱诊断技术

轴承磨损颗粒与其工作状况有密切的联系。将带有磨损颗粒的润滑油通过一强磁场，在强磁场的作用下，磨粒按一定的规律沉淀在铁谱片上，铁谱片可在铁谱显微镜上作定性观察或在定量仪器上测试，据此判断轴承的工作状况。

特点：机器无需解体；投资低，效果好；能发现轴承的早期疲劳失效；可做磨损机理研究。应用范围：适用于用润滑油润滑的轴承的故障诊断，对于用脂润滑的轴承较困难。

3.油膜电阻诊断技术

润滑良好的轴承，由于油膜的作用，内、外圈之间有很大的电阻。故通过测量轴承内、外圈的电阻，可对轴承的异常作出判断。

特点：对不同的工况条件可使用同一评判标准。对表面剥落、压痕、裂纹等异常的诊断效果差。

应用范围：适用于旋转轴外露的场合。

4.光纤监测诊断技术

光纤监测是一种直接从轴承套圈表面提取信号的诊断技术。用光导纤维束制成的位移传感器包含有发射光纤束和接收光纤束。光线由发射光纤束经过传感器端面与轴承套圈表面的间隙反射回来，由接收光纤束接收，经光电元件转换成电信号，通过对电信号的分析处理，可对轴承工况作出评估。

特点：光纤位移传感器灵敏度高；直接从轴承表面提取信号，提高了信噪比；可直接反映滚动轴承的制造质量、表面磨损程度、载荷、润滑和间隙情况。

应用范围：适用于可将传感器安装在轴承座内的机器。

5.温度诊断技术

轴承若产生某种异常，轴承的温度会发生变化。因此，根据温度的变化，可以对轴承故障进行诊断，但对异常判断的能力很低。

特点：诊断简单；对轴承烧伤判断效果较好。

应用范围：适用于机器中轴承的简单常规诊断。

6.声发射诊断技术

金属材料由于内部晶格的位错、晶界滑移或者由于内部裂纹的发生和发展，均需要释放弹性波，这种现象称为声发射现象。滚动轴承产生剥落或裂纹时，会产生不同类型的声发射信号，据此可对轴承工况作出评估。

特点：诊断快速、简便；可在线监测。

应用范围：近几年来发展的新技术，在轴承工况监测中应用较少[3]。