滚动轴承保持架缺陷案例及其振动特征的原因分析
轴承损伤的12个典型案例，原因分析及解决方案
轴承损伤的12个典型案例，原因分析及解决方案轴承在运转中无法直接观察，但通过噪音、振动、温度、润滑剂的消耗等状况可以察觉轴承异常。
应及时检查分析故障原因，避免更大的损失。
本文分享轴承损伤的12个代表案例。
1、裂纹缺陷部分缺口有裂纹。
原因：主机的冲击负荷过大，主轴与轴承配合过盈量大；也有较大的剥离摩擦引起裂纹；安装时精度不良；使用不当（用铜锤、卡入大异物）和摩擦裂纹。
解决措施：应检查使用条件，同时设定适当过盈及检查材质，改善安装及使用方法，检查润滑剂以防止摩擦裂纹。
2、滚道表面金属剥离运转面剥离。
剥离后呈明显凹凸状。
原因：轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷作用，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离。
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离现象。
解决措施：应重新研究使用条件和选择轴承及游隙，并检查轴和轴承箱的加工精度、安装方法、润滑剂及润滑方法。
3、烧伤轴承发热变色，进而烧伤不能旋转。
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。
另外游隙过小和负荷过大（预压大），滚子偏斜。
解决措施：选择适当的游隙（或增大游隙），要检查润滑剂的种类，确保注入量，检查使用条件，以防定位误差，改善轴承组装方法。
4、保持架碎裂铆钉松动或断裂，滚动体破碎。
原因：力矩负荷过大，润滑不足，转速变动频繁、振动大，轴承在倾斜状态下安装，卡入异物。
解决措施：要查找使用条件和润滑状态是否适宜，注意轴承的使用，研究保持架的选择是否合适和轴承箱的刚性是否负荷要求。
5、蠕变内径面或外径面打滑，造成镜面或变色，有时卡住。
原因：配合处过盈不足，套筒紧固不够，异常升温，主机负荷过大等。
解决措施：要重新研究过盈量是否合适，检查使用条件，检查轴和轴承箱的精度。
6、生锈腐蚀表面局部或全部生锈，滚动体变线条状生锈。
原因：保管状态不良，包装不当，防锈剂不足，水分酸溶剂等侵入，直接用手拿轴承。
轴承保持架碎裂原因分析
轴承保持架碎裂原因分析保持架在滚动轴承中起着等距离隔离滚动体并防止滚动体掉落，引导并带动滚动体转动的作用。
轴承虽然由很多部件轴承组成，轴承最先损坏（失效）的部件是往往是保持架，保持架可以说是轴承“血管”了，可以把内圈、外圈、滚动体均匀有序的分布好，稍有差错就容易使轴承的使用寿命大缩短，甚至损坏。
那么造成轴承保持架碎裂的原因是什么呢？轴承保持架破损原因有：1、轴承润滑不足。
润滑油或脂干掉，没有及时添加（维护保养），润滑油或脂用的标号不对。
2、轴承的冲击负载。
冲击负载中激烈的震动产生滚动体对保持架的撞击。
3、轴承的清洁度。
轴承在轴承箱里密封不好，有粉尘进入，加要滚动体与保持架的磨擦，从而使保持架损坏。
4、安装问题。
轴承安装不正确，在安装时就损伤保持架。
5、轴承蠕变现象蠕变多指套圈的滑动现象，在配合面过盈量不足的情况下，由于滑动而使载荷点向周围方向移动，产生套圈相对轴或外壳向圆周方向位置偏离的现象。
6、轴承保持架异常载荷安装不到位、倾斜、过盈量过大等易造成游隙减少，加剧摩擦生热，表面软化，过早出现异常剥落，随着剥落的扩展，剥落异物进入保持架兜孔中，导致保持架运转阻滞并产生附加载荷，加剧了保持架的磨损，如此恶化的循环作用，便可能会造成保持架断裂。
7、轴承保持架材料缺陷裂纹、大块异金属夹杂物、缩孔、气泡及铆合缺陷缺钉、垫钉或两半保持架结合面空隙，严重铆伤等均可能造成保持架断裂8 、轴承硬质异物的侵入外来硬质异物或其他杂质东西的侵入，加剧了保持架的磨损。
针对以上种种原因进行解决，轴承的寿命一定会很长。
很多轴承损坏的原因不是轴承本身寿命到了，而是很多外部环境造成的，如润滑不足，粉尘进入，安装错误，负载过大，温度过高，联轴器不对中等。
9、其它原因。
如联轴器不对中产生轴承歪斜，受力不均；皮带安装过紧；环境问题等等都有可能损坏轴承或保持架。
针对以上种种原因进行解决，轴承的寿命一定会很长。
但是，富海合精工机械建议：对于轴承保持架破损的原因还得具体问题具体分析，要看你用的是什么类型的轴承，装在哪种设备上，工况是怎样的等等。
滚动轴承常见的失效形式和原因分析范文
滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖2008-11-05 10:55滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。
一，疲劳剥落疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。
滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。
点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。
疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面．轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。
这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。
目前对疲劳失效机理比较统一的观点有：1、次表面起源型次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。
2、表面起源型表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。
3、工程模型工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。
疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。
具体因素如下：A、制造因素1、产品结构设计的影响产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。
在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。
电机滚动轴承保持架失效原因分析
电机滚动轴承保持架失效原因分析【摘要】圆柱滚子槽形保持架轴承的失效形式主要是保持架早期磨损。
针对造成该问题的几种因素：保持架加工工艺、滚子倒角尺寸、装配工艺和表面处理工艺进行了改进和控制，有效解决了保持架早期失效问题，提高了槽形保持架轴承的使用寿命。
【关键词】保持架；滚子轴承；磨损；寿命；工艺保持架在滚动轴承中起着等距离隔离滚动体并防止滚动体掉落，引导并带动滚动体转动的作用。
滚动轴承在工作时，由于滑动摩擦而造成轴承发热和磨损，特别是在高速运转的条件下，由于离心力的作用，加速了摩擦磨损与发热，严重时会造成保持架烧伤和断裂，致使轴承不能正常使用。
保持架损坏在轴承失效形式中占有较大的比例。
下面以6201- 2RZ轴承的保持架为研究对象。
某轴承企业生产的6201- 2RZ 轴承装在某型电机上使用不到2天就发生抱死，且此类现象频现。
在对电机进行分解后发现：轴承外表面有变色的油脂，用手转动轴承完全卡死，轴承密封盖打开后可观察到轴承内部较黑，剩余油脂已全部碳化，轴承保持架有一处断裂；轴承清洗后可见大量片状碎屑，在钢球与内滚道间居多，防尘盖附着的油脂中也混有部分碎屑。
一、故障特征鉴于轴承已经发生止转失效，部分零件已经损坏严重，轴承的旋转精度及尺寸精度完全丧失，已无法测量，故直接对轴承外圈切割将轴承进行分解，发现有以下几个特征：1.一粒钢球从断裂的兜孔中脱离，挤压到相邻兜孔，两个兜孔都已变形；钢球表面已经失去光泽，朝外一侧严重磨损（图1）。
图1 钢球从断裂的兜孔中脱离2.内外沟道的工作轨迹均偏离沟道中心位置，且内圈工作轨迹较宽，约占沟道宽度的3/5。
内、外沟道均发现有多个轴向压痕，工作轨迹表面出现了粗糙度下降的情况；内沟道黏有大量金属铁屑，连续铺满约180°的内沟道表面，铁屑已被碾压成片状。
3.保持架内径与外径方向均有明显磨损，兜孔边缘可见挤压变形；七个兜孔中有五个兜孔保持基本完整，一片半保持架在两个相邻的损坏的兜孔间的铆钉孔处断裂，断裂处铆钉已不可见，断口卷曲变形（无脆性断裂特征）；另一片半保持架在对应位置有挤压变形，铆钉孔内径方向磨豁。
滚动轴承保持架损坏的原因分析
滚动轴承保持架损坏的原因分析
1、润滑不良。
润滑对于轴承是必不可少，适当的润滑可以延长轴承的使用寿命以及减少噪音。
但若如果没有润滑剂或者润滑不到位的话，易形成粘着磨损，使工作表面状态恶化，粘着磨损产生的异物，回进入保持架，可能造成保持架断裂，另外，也会造成严重磨损。
2、轴承蠕变。
轴承的滚动蠕变是指当配合面上产生间隙时，轴承配合面之间的相对滑动。
发生蠕变的配合面呈现明亮或黑暗的镜面，有时是由擦伤引起的。
滚动轴承蠕变有两种:内圈蠕变和外圈蠕变，产生套圈相对轴或外壳向圆周方向位置偏离的现象。
3、安装维护不当。
不正确的安装或维护也会导致轴承保持架损坏，如果轴承保持架安装不当，会导致轴承保持架在运行过程中受到非预期的应力，使其损坏。
例如，如果安装螺栓松动或错误的调整，轴承保持架就会受到不均匀的压力，导致破裂，此外，维护是轴承保持架长寿的关键。
如果维护不足，轴承保持架会受到腐蚀、积灰和其他损坏。
这些问题会使轴承保持架结构变得脆弱，导致破裂，因此，在使用轴承保持架时，应该注意正确的安装和定期维护。
4、硬物杂物侵入。
平时应保持轴承的干净和密封状况，如果有外来硬物杂物混入会增加保持架与轴承外圈的摩擦系数，有可能造成轴承散架。
5、承受负荷不宜。
造成此种情况的原因很多，过盈力太大、轴承内部温度过高、杂物混入等都会导致保持架的动转受到阻力并加重转动负何，促使了保持架的磨损，如此的恶性循环，就有可能导致轴承保
持架的断裂。
滚动轴承故障诊断分析与典型案例
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
2019年12月28日，生产实时数据#3锅炉B吸风机振动值在逐步增大。2020年1月7日， 风机在线水平振动为6.1mm/s（轴承箱），而就地测量振动值为1.8mm/s（机壳）。于8 日7点14分停风机进行检查，未发现故障点，叶轮上有少量积灰，予以清理，8日22点41 分启动风机运行，在线振动值在5.0mm/s左右。
风机解体发现的主要问题
1、吸风机推力轴承滚动体、内圈、外圈有较大的麻坑。 2、检查轴承箱，底部有金属屑。 3、解体轮毂，发现#6叶片对应的叶柄轴承，滚珠有一道沟痕，长×宽×深约
15×2×2mm。 4、振动测点信号线老化。
五、滚动轴承故障案例
案例2—某电厂#3炉B吸风机推力轴承故障
检修主要内容及更换的备品配件
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三、滚动轴承故障特征频率
滚动轴承故障频率 计算经验公式：
外环故障频率：
BPFOr≌ 0.4Nn
内环故障频率： BPFIr≌ 0.6Nn
保持架故障频率： FTFr≌ 0.4N n=滚动体数目； N=轴的转速。
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三、滚动轴承故障特征频率
轴承故障特征频率特点：
1、轴承的故障频率与其他故障频率不同； 2、轴承故障频率是转速频率的非整数倍； 3、内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”（滚动体个数×RPM）； 4、轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带； 5、轴承外环故障频率的幅值高于轴承内环故障频率的幅值； 6、轴承故障一般在发展到滚动体和保持架出现故障之前首先出现的是内环或外环故障频率；
五、滚动轴承故障案例
案例1—#8机A凝结水泵轴承故障
轴承振动特征分析
06 结论与建议
结论总结
轴承故障诊断的准确性得 到提高
通过分析振动信号，可以更准确地判断轴承 的运行状态，及时发现潜在的故障。
故障模式识别更加明确
振动特征分析有助于识别轴承的故障模式，如内圈 、外圈或滚动体的故障，为后续的故障原因分析和 修复提供依据。
定量评估轴承性能
通过分析振动信号的频谱、幅值等信息，可 以对轴承的性能进行定量评估，为轴承的维 护和更换提供决策依据。
原因
主要包括轴承座刚度不足、安装 不良、基础松动等。
振动特征分析方法
通过频谱分析、波形分析、轴心 轨迹分析等方法，对轴承座的振 动信号进行采集、处理和分析， 提取出轴承座的振动特征。
实例分析结果
轴承座的振动特征主要表现为低 频振动信号，其频率与轴承座的 结构和基础有关，通过分析这些 特征可以判断轴承座的工作状态 和故障类型。
轴承振动概述
轴承振动是指轴承在运转过程中产生的振动 现象，其产生的原因主要包括轴承内部元件 的相互作用、轴承座的不稳定以及外部激励 等。
轴承振动特征分析主要通过采集轴承的 振动信号，利用信号处理技术提取特征 ，进而对轴承的工作状态进行评估。
轴承振动通常采用振动烈度来描述， 其评价指标包括加速度、速度和位移 等。
02 轴承振动产生的原因
制造误差
材料不均匀
轴承材料内部存在不均匀性，导 致在运转过程中受力不均，引起 振动。
热处理不当
轴承的热处理工艺不佳，导致材 料内部存在残余应力，在运转过 程中产生振动。
装配误差
安装位置不准确
轴承在安装过程中位置不准确，导致运转过程中受力不均， 引起振动。
装配间隙不当
轴承的装配间隙过小或过大，都会影响轴承的正常运转，产 生振动。
轴承保持架损坏的原因
轴承保持架损坏的原因
1. 过载，轴承在承受超过其额定负荷的重压时，保持架容易受
到过大的压力而损坏。
这可能是由于机器设备设计不当、工作条件
变化或操作错误导致的。
2. 不良润滑，轴承在运行时需要充分的润滑以减少摩擦和磨损，如果润滑不良或润滑油脱落，会导致轴承保持架因摩擦过大而损坏。
3. 污染物，如果轴承工作环境中存在杂质或污染物，这些颗粒
会进入轴承内部，导致保持架受损。
4. 装配不当，轴承在安装过程中，如果装配不当或者安装配合
间隙过大，会导致轴承保持架受到不必要的振动和冲击，从而损坏。
5. 腐蚀，轴承在潮湿、腐蚀性环境中工作，保持架可能会因腐
蚀而受损。
6. 高温，长期在高温环境中工作会导致轴承保持架的材料强度
下降，从而容易发生损坏。
7. 震动和冲击，机器设备在运行过程中产生的震动和冲击会对
轴承保持架造成损坏，尤其是在频繁启动和停止的情况下。
综上所述，轴承保持架损坏的原因涉及到多个方面，包括过载、不良润滑、污染物、装配不当、腐蚀、高温以及震动和冲击等因素。
为了减少轴承保持架的损坏，需要在设计、安装和维护过程中加以
注意和控制。
滚动轴承常见故障及其振动信号特征
滚动轴承常见故障及其振动信号特征轴承长时间未使用或者存储环境不良会导致轴承表面生锈,进而引发轴承锈蚀故障。
另外,轴承在工作过程中也可能因为润滑不良或者介质腐蚀等原因产生锈蚀现象。
1.6胶合轴承在长期运行过程中,可能会因为润滑不足或者介质污染等原因导致轴承内部的胶合现象。
胶合现象会导致轴承的滚动体和滚道之间失去滚动性能,从而引发轴承故障。
2轴承故障检测方法轴承故障检测的方法主要包括视觉检测、声音检测、振动检测、温度检测和油液检测等。
其中,振动检测是最常用的一种方法。
轴承在故障发生时会产生特定的振动信号,通过对振动信号进行分析可以判断轴承是否发生故障,并确定故障的类型和程度。
3轴承故障的振动信号特征轴承故障时产生的振动信号具有一定的特征,不同类型的故障会产生不同的振动信号特征。
常见的轴承故障振动信号特征包括频率、振幅、相位和波形等。
通过对这些特征的分析,可以准确地判断轴承的故障类型和程度,并采取相应的维修措施。
总之,对轴承故障的诊断和维修具有重要意义。
通过本文对轴承常见故障形式、故障检测方法和振动信号特征的分析,可以帮助工程师更好地诊断和处理轴承故障,提高设备的运行效率和安全性。
轴承锈蚀的原因之一是水分侵入。
当轴承停止工作时，温度下降，空气中的水分容易在轴承表面凝结成水珠，如果不及时清理，就会引起轴承锈蚀。
另外，保护不当也会使水分直接进入轴承，导致轴承锈蚀。
在高速高负荷和润滑不足的情况下，轴承部件会迅速升温，摩擦产生的热量能引起轴承部件接触的金属表面相互粘接，这种现象称为胶合。
轴承滚子和滚道相对运动产生的挤压力和侵入轴承滚道的杂物也会引起轴承表面的磨损。
磨损会增大轴承的游隙，降低运转精度，增加工作噪音。
常见的滚动轴承故障检测方法包括油样分析法、温度监测法、声发射法和振动法。
油样分析法通过分析轴承润滑油中的金属颗粒来判断轴承的运转状况。
温度监测法通过监测轴承附近部件的温度来观测轴承是否正常运转。
声发射法可以通过分析发声周期来判断故障类型和部位。
滚动轴承保持架缺陷振动特征分析
滚动轴承保持架缺陷振动特征分析
邢峥嵘;贺天成
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2024(47)4
【摘要】滚动轴承的故障诊断中,以轴承保持架缺陷诊断最为困难,一方面保持架缺陷发展迅速,特别是冲压钢类型保持架,另一方面保持架冲击特征微弱,难以有效捕捉。
针对此问题,通过分析现场滚动轴承保持架缺陷案例,研究保持架产生缺陷的振动特征,提供了一种诊断滚动轴承保持架缺陷的有效方法,即在水平布置的轴系中,当轴承保持架缺陷发展到后期,可由保持架特征频率调制该轴转频。
【总页数】2页(P237-238)
【作者】邢峥嵘;贺天成
【作者单位】内蒙古包钢钢联股份有限公司设备工程部
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.33
【相关文献】
1.高速滚动轴承保持架自由振动特性研究
2.滚动轴承的振动类型及故障特征分析
3.振动工况下滚动轴承保持架稳定性分析
4.含滚动轴承径向游隙的航空发动机整机
振动响应特征分析5.考虑滚道缺陷的圆柱滚子轴承保持架振动特性
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滚动轴承常见故障及其振动信号特征
及时对系统关键部件进行维修和更换可以在一定程度上避免系统工作过程中关键部件损坏带来的系统故障造成的经济损失和人员伤害。
滚动轴承为旋转机械的关键部件,其运行状态直接决定转动部件的效率和安全,本文总结了常见的滚动轴承故障种类和轴承故障检测方法,并对轴承振动信号特点进行分析。
本文对轴承故障的诊断和设备的维修提供参考作用,有助于实现对轴承故障的原因和种类的预先判断。
1 轴承故障形式及原因分析滚动轴承在工作过程中,由于装配不当、润滑欠缺、异物侵入或者超负荷运转等都可能引发轴承损坏,或者过载等都可能引发轴承损坏,或者长时间工作后产生疲劳剥落或者自然磨损导致系统故障。
常见的轴承故障可总结为损伤和磨损两大类。
常见的损伤类故障有疲劳剥落、塑性变形、轴承烧伤、锈蚀、断裂、胶合六种；磨损类故障为轴承长期正常工作引起的渐变性故障。
1.1疲劳剥落滚动轴承发生故障的典型方式是其滚动接触发生单纯的疲劳剥落。
在工作中,轴承滚子和滚道接触面相对滚动的同时又互相挤压,加上周期交变载荷的作用,长时间工作后,轴承部件接触面将产生小的剥落坑,最终发展为大面积剥落,该现象称作疲劳剥落。
1.2塑性变形当工作载荷过重时,由于滚动轴承承受的过大的冲击力和静载荷的原因,轴承滚道的表面上形成的不均匀凹坑,这种现象主要发生在低速旋转的轴承上。
另外由于热变形而引起的额外的载荷也可能使轴承产生塑性变形[1]。
1.3断裂过大的负荷是轴承内部部件断裂的主要原因,另外工作过程中摩擦产生的热应力过大时也能引起轴承零件的断裂。
1.4轴承烧伤轴承装配存在较大偏斜量时,容易引起轴承温度升高,并出现轴承烧伤现象。
另外,轴承润滑不良、应用不合格或者变质的润滑油、装配过紧都能引起轴承的烧伤。
设计员在装配设计时热膨胀考虑欠缺,造成运转中间隙越来越小也能引起轴承的烧伤现象。
烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火现象。
1.5锈蚀水分的侵入使造成轴承锈蚀的原因。
轴承工作时其温度高于环境温度,轴承停止工作时,轴承温度下降,空气中的水分易在轴承表面凝结水珠,未及时清理将引起轴承锈蚀。
滚动轴承的故障分析-振动
• 2. 由滚动轴承的运动副引起的振动
当轴承运转时，滚动体便在内外圈之间滚动。轴承的滚 动表面虽加工得非常平滑，但从微观来看，仍高低不平，特 别是材料表面产生疲劳斑剥时，高低不平的情况更为严重。 滚动体在这些凹凸面上转动，则产生交变的激振力。所产生 的振动，既是随机的，又含有滚动体的传输振动，其主要频 率成分为滚动轴承的特征频率。 滚动轴承的特征频率 特征频率(即接触激发的基频)，完全可以根 特征频率 据轴承元件之间滚动接触的速度关系建立的方程求得。计算 的特征频率值往往十分接近测量数值，所以在诊断前总是先 算出这些值，作为诊断的依据。
由于轴的空间位置波动，也必然影响齿轮等零件的 振动。滚动轴承故障在某种条件下（如轻载、空载）也会 在齿轮啮合频率的振幅升高中反映出来。因此其特征为齿 特征为齿 轮啮合频率的边频很微弱，几乎看不见。 轮啮合频率的边频很微弱
7．3 滚动轴承信号分析方法
轴承故障信号的拾取实际上是传感器及安装部位和 感应频率段的选择。传感器的安装部位往往选择轴承座部 感应频率段的选择 位，并按信号传动的方向选择垂直、水平、轴向 垂直、 垂直 水平、轴向布置。这 里距故障信号源最近，传输损失最小，也是轴、齿轮等故 障信号传输路径必经的最近位置。所以几乎所有的在线故 障监测与诊断系统都选择轴承座作为传感器的安装部位。
图7—3 向心推力球轴承结构简图 （内圈旋转，外圈固定）
1 d (1 + cos β ) f 1 2 D z d • 5） 滚动体通过内圈频率ƒ5： f 5 = zf 4 = (1 + cos β ) f1 2 D z d f 6 = zf 2 = (1 − cos β ) f1 • 6） 滚动体通过外圈频率ƒ6： 2 D
利用低频段信号诊断轴承故障的要点
滑动轴承、滚动轴承振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)
滑动轴承、滚动轴承振动故障症状特征分析与解决处理方法（图文并茂详解）一、滚动轴承症状特征：（一）、滚动轴承故障发展的第一阶段症状特征：1、超声波频率范围(>250K赫兹) 内的最早的指示；2、利用振动加速度包络技术（振动尖峰能量gSE）可最好地评定频谱。
（二）、滚动轴承故障发展的第二阶段症状特征：1、轻微的故障激起滚动轴承部件的自振频率振动。
2、故障频率出现在500-2000赫兹范围内。
3、在滚动轴承故障发展第二阶段的末端，在自振频率的左右两侧出现边带频率。
（三）、滚动轴承故障发展的第三阶段症状特征：1、出现滚动轴承故障频率及其谐波频率。
2、随着磨损严重出现故障频率的许多谐波频率，边带数也增多。
3、在此阶段，磨损可以用肉眼看见，并环绕轴承的圆周方向扩展。
（四）、滚动轴承故障发展的第四阶段症状特征：1、离散的滚动轴承故障频率消失，被噪声地平形式的宽带随机振动取代之。
2、朝此阶段末端发展，甚至影响1X转速频率的幅值。
3、事实上，高频噪声地平的幅值和总量幅值可能反而减小。
二、滑动轴承症状特征：（一）、油膜振荡不稳定性症状特征：1、如果机器在2X转子临界转速下运转，可能出现油膜振荡。
2、当转子升速到转子第二阶临界转速时，油膜涡动接近转子临界转速，过大的振动将使油膜不能支承轴。
3、油膜振荡频率将锁定在转子的临界转速。
4、转速升高，油膜涡动频率也不升高。
（二）、油膜涡动不稳定性症状特征：1、通常出现在旋转转速的42-48%频率范围内。
2、有时，振动幅值非常大油膜涡动是固有不稳定的，因为它增大离心力，所以增大涡动力。
（三）、滑动轴承磨损/间隙故障症状特征：1、滑动轴承磨损故障后阶段将产生幅值很大的旋转转速频率的谐波频率振动。
2、当存在过大的滑动轴承间隙时，很小的不平衡或不对中将导致很大幅值的振动。
滚动轴承振动产生的可能原因及其特征频率
滚动轴承振动产⽣的可能原因及其特征频率通过前⾯的⽂章《滚动轴承的运动学》，我们了解了滚动轴承运转产⽣的特征频率，但实际上，除了这些频率之外，还存在⼀些其他的频率成分。
产⽣这些复杂的振动频率的原因可以分两类：第⼀类为外界激励所引起的，如轴不平衡、不对中、临界转速、结构共振等，这些故障（或缺陷）可以按照它们各⾃的特征频率来处理；第⼆类是由于滚动轴承⾃⾝结构特点以及故障缺陷所引起的。
通常，滚动轴承不会仅受到⼀种激励作⽤，更多是两种激励同时作⽤引起轴承振动，这就使得振动频谱更为错综复杂，对轴承的故障诊断增加难度。
另⼀⽅⾯，除了存在各⾃的特征频率成分及其谐波之外，还会存在相互调制效应，产⽣边频带。
当轴承各元件出现各种故障时，《滚动轴承的运动学》中的轴承频率公式提供了频率成分的理论计算，这些计算是基于这样的假设：当轴承各元件遭遇故障时，会产⽣⼀个理想的脉冲。
对于轴承局部故障，如滑动和点蚀，会产⽣短时尖的冲击，这些冲击将激起结构共振，相应的振动通过外部安装在轴承座上的传感器能测量到。
每次遭遇⼀个局部故障产⽣的冲击，测量到的振动信号将是按指数衰减的正弦振荡。
1载荷引起的振动滚动轴承在运转过程中，如受到通过轴⼼的轴向载荷，可以认为各个滚动体平均分担，即各滚动体受⼒相等。
但在受到径向载荷F r作⽤时，内圈沿径向载荷⽅向会移动⼀段路径δ0，如图1中虚线所⽰，此时上半圈滚动体不受⼒，下半圈的各个滚动体由于接触点上的弹性变形量δi不同⽽承受不同的载荷Q i。
处于F r作⽤线最下端位置的滚动体受⼒Q0最⼤，对应的变形量δ0也最⼤。
下半圈受载荷作⽤的其他各接触点滚动体的法向变形量为δi与径向载荷⽅向处变形量δ0的关系为图1 轴承元件上的受⼒分析各个接触点法向⼒Q i与沿径向载荷⽅向处的法向⼒Q0的关系为因此，在受载荷作⽤的半圈内，各接触点处的受⼒⼤致呈余弦分布状态，并引起相应规律的应⼒变化。
滚动轴承各元件在⼯作时承受变动的接触应⼒，如单颗滚动体受到的接触应⼒从⼩变⼤，然后再变⼩的周期性变化，⽽在不受载荷的半圈内不受接触应⼒作⽤，内圈上的某⼀点的接触应⼒也有类似的规律。
滚动球轴承振动缺陷的分析
影 响（ 撇开 其他 因素 ）故 测 量 时都 是 在 同一 轴 向载 ，
冲压模 具 三维标 准件 库作 为模具 设计 必不 可少 的组 成部分 ， 接影 响到 后续 的设计 与装 配 ， 计 直 为设
和制 造 的集成 化创造 了条 件 。本章 利用参 数化 驱动 模 型的方 法 ， Ｓ ｅｖ ｒ ０ ０开 发 了标 准件 参数 以 ＱＬ Ｓ ｒｅ ０ ２ 库 ， 合 Ｖｉ ａ Ｂ ｓ ６ ０编 程语 言 ， 现 了三维 冲压 结 ｓ ｌ ａｉ ． ｕ ｃ 实
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ｄ — — 滚珠 中心 圆直径 （ ｍｍ） ； ｕ—— 轴 承径 向游 隙 （ ｍｍ） ； Ｒ— — 外 圈沟道 曲率半 径 （ ｍｍ） ；
能在 现场 测试 。而滚 动 轴承 的振动 是产 生噪声 的主 要根 源 ， 与噪声 表现 为强 相关 特征 ， 因此 通过测 量振 动 ， 析 产生振 动 的原 因 ， 除激振 源能 有效地 降低 分 消
噪声 。
分 量 ， 该振 动 （ 将 速度 ） 分量 转 变 成 电 信号 输 入 到 测 量 放大 系统 ， 对其 进 行 信 号处 理 并 同 步显 示 轴 承 的 低 、 、 ３个 频 段 的径 向振 动 速 度 均 方 根 值 （ｍ／ 中 高 ｖ
开 发 ［ ］机 械设 计 和 制 造 ，０ ６ ４ ：６ ～１ ０ Ｊ． ２ ０ （ ）１８ ７ ．
纺织机械
２１ ０ １年第 １ 期
・ 制造技术 ・ ４ ７
ｆ ｈ —— 滚珠 的 自转频 率 （ ） Ｈｚ ；
Ｉ — — 滚珠 直径 （ ｌ） ） ｈ ｍｉ ； １
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滚动轴承引起的故障事故案例
滚动轴承引起的故障事故案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：滚动轴承是一种常见的机械部件，广泛应用于各类机械设备中，如汽车、飞机、工业设备等。
由于滚动轴承在运转过程中承受着较大的载荷和转速，在一些情况下可能出现故障，甚至引发事故。
本文将通过几个关于滚动轴承引起的故障事故案例，来探讨滚动轴承故障的原因和应对方法。
1.案例一：汽车轮胎脱落某车主驾驶着一辆年轻车辆在高速公路上行驶，突然听到了一声巨响，汽车突然失控，最终停在了紧急车道。
经过检查，发现是汽车的一个轮胎脱落导致的事故。
经过进一步调查，发现轮胎脱落的原因是由于滚动轴承故障导致的。
滚动轴承在汽车行驶过程中承受着车辆的重量、行驶速度等动力作用，如果滚动轴承内部发生故障，可能会导致轮胎不稳定，最终出现脱落的情况。
该事故提醒我们，在日常驾驶中要定期检查车辆的轮胎和滚动轴承，确保其正常运转，以避免类似的交通事故发生。
2.案例二：工业设备故障某工厂一台重要的生产设备突然停止运转，导致生产线的生产受阻，造成了较大经济损失。
经过维修人员的检查，最终确定是设备的滚动轴承引起的故障。
滚动轴承在工业设备中扮演着重要的角色，如果滚动轴承出现故障，可能会导致设备停止运转，造成生产线的中断。
针对这种情况，工厂需要建立健全的设备维护保养制度，定期对设备的滚动轴承进行检查和维护，确保设备的正常运转，以减少生产事故的发生。
3.案例三：飞机起落架故障某航班正在准备起飞时，机组人员发现飞机的起落架出现异常，无法正常收放。
经过检查，发现是飞机起落架中的滚动轴承出现了故障，导致了起落架无法正常运转。
飞机的起落架是飞机安全飞行的重要组成部分，如果滚动轴承出现故障，可能会影响飞机的正常运行，甚至引发空中事故。
为避免类似事故的发生，航空公司需要对飞机起落架的滚动轴承进行定期检查和维护，确保飞机运行时的安全可靠性。
滚动轴承在各类机械设备中扮演着重要的角色，但也存在一定的故障风险。
为了确保设备的安全运行，我们需要加强对滚动轴承的检查和维护，及时发现并排除滚动轴承的故障，为设备运行提供保障。
轴承产品缺陷分析报告
轴承产品缺陷分析报告滚动轴承和滑动轴承是应用在转动设备中应用最为广泛的机械零件，是轴及其它旋转构件的重要支承。
在日常的使用与维修中发现，轴承同时也是最容易产生故障的零件，对轴承零件的缺陷预测与分析具有很高的经济价值，所以轴承工作状态实时监控和诊断的研究受到广泛重视。
由于滚动轴承与滑动轴承在缺陷方面有许多共同点，缺陷分析方法可以通用，所以本文以讨论滚动轴承作为重点。
1.滚动轴承常见缺陷故障由于滚动轴承在实际生产中应用广泛，其产生的故障现象也多种多样，常见的有疲劳剥落、过量的永久变形和磨损。
1.疲劳剥落轴承在正常的条件下使用，内圈、外圈和滚动体上的接触应力是变化的，工作一段时间后，接触表面就可能发生疲劳点蚀，以致造成疲劳剥落。
所以疲劳剥落是轴承的正常失效形式，它决定了轴承的工作寿命。
2.过量的永久变形轴承在转速很低或者间歇往复摆动的工作状态时，在过大的静载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服强度，以致在表面发生过大的塑性变形，使轴承不能正常工作3.磨损在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作接触面容易发生磨损，转速越高，磨损越严重。
磨损会使轴承的游隙增加，振动和噪声增大，各项技术性能急剧下降，导致轴承失效。
此外，轴承还有胶合、烧伤、轴圈断裂、滚动体压碎、保持架磨损和断裂、锈蚀等失效形式。
在正常的使用条件下，这些失效是可以避免的，因此称为非正常失效。
2.轴承缺陷诊断方法轴承缺陷常用诊断分析方法可概括为以下几种：（1）检测润滑油温度、轴承温度及主油道润滑油压力波等物理参数（2）油样分析包括理化分析、污染度测试、发射光谱分析、红外线分析和铁谱分析（3）振动分析（4）声发射（AE）分析以上各种方法各有其特点，能够在一定程度上反应轴承缺陷。
第一种方法安装传感器简单、成本低但不实用，主要原因是测量温度有其滞后性，不能实时预测轴承缺陷。
油样分析只能测量油润滑轴承，但不能测量脂润滑轴承。
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滚动轴承保持架缺陷案例及其振动特征的原因分析
1.设备概况
棒材生产线8架轧机减速机电机功率是630KW，轧制转速777rpm—
955rpm（联调轧制）；一轴联轴端轴承型号为：352130。
测点分布如下：
2.简述
2019年4月12日发现8架减速机一轴联轴端双列圆锥轴承保持架缺陷，一直跟踪监测直到2019年4月29日更换减速机。
在跟踪的过程中我觉得这个测点加速度波形的变化很有意思，很值得拿来与大家讨论。
3.振动分析
对了，补充一句，该测点温度未见明显异常。
列举2019年4月12日；4月16日；4月18日；4月23日；4月26日；4月28日一轴联轴端水平加速度波形图。
4月12日3Ha波形图，波形图中存在间隔为保持架特征频率的高频冲击。
4月16日3Ha波形图，间隔为保持架特征频率的冲击能量增长明显。
峰值能量达到121m/s²。
4月23日3Ha波形图，间隔为一轴转频的冲击开始崭露头角。
从4月23日开始，3Ha测点的通频值能量逐步升高。
4月26日3Ha波形图。
到4月26日间隔为一轴转频的能量已经很明显了。
且峰值能量升高。
4月28日3Ha波形图，这个时候波形图中满屏都是间隔为一轴转频的冲击。
如果测振周期正好落在这个时间断内，我们还能准确判断轴承缺陷的位置是保持架吗？
4.检修验证
先看验证结果，2019年4月29日更换减速机，线下解体，发现一轴联轴端双列圆锥轴承保持架每个兜口都磨损严重，内外滑道，滚动体未见明显缺陷。
5.关于滚动轴承保持架缺陷发展到后期所体现的加速度波形形态的一些想法。
当初比较幸运，可以在轴承保持架缺陷早期就通过测振发现其缺陷并观察保持架缺陷的劣化过程。
但如果测振周期正好落在了轴承保持架缺陷的后期（即4月28日的时间段），我们还能准确判断轴承缺陷位置是保持架吗？
保持架的特征频率是保持架的旋转频率，也就是滚动体绕轴的公转频率。
所以在滚动轴承保持架早期缺陷时可以在加速度波形中看到间隔为保持架特征频率的高频冲击并不难理解。
因为滚动体在从非承载区到承载区的过程中，内圈与滚动体的摩擦力增大，滚动体在进入承载区瞬间会有一个加速过程，在正常轴承中，有油膜将滚动体与保持架隔开。
但是如果保持架兜口磨损，产生锐边，油膜难以形成，滚动体在加速过程就会冲击保持架。
所以在本案例中，早期保持架缺陷可以在加速度波形中清晰的看到间隔保持架特征频率的高频冲击。
当保持架缺陷发展到后期，由于轴承保持架兜口大量磨损，且磨损严重，使得轴承游隙变大，特别是本案例中的双列圆锥轴承。
因为转轴都会有一定的离心力，在重力与离心力的共同作用下，轴承过大的间隙，转轴每转一圈就会产生一次冲击。
（个人觉得具体的受力分析与王总总结的轴承跑圈产生转频冲击的受力分析类似，在这里就不详细赘述了。
感兴趣的星友可以关注王少峰公众号查看该文章。
）又因为轴承保持架兜口已经严重磨损，其本身的特性是不均匀的，转频的冲击力随保持架旋转到不同角度产生的冲击力不一样，所以在本案例中转频的冲击被保持架特征频率所调制。
由于轴承保持架所有兜口都有磨损，它相当于时域包络线较宽的脉冲，这就使得我们在看到4月28日的加速度波形时只看到了表象即间隔为转频的冲击。
6.关于想法的证明。
为了验证这个想法，我将4月28日3Ha的原始数据导入MATLAB中，利用在MATLAB中编写的程序将原始数据转换成peakvue，以窥探轴承具体缺陷的根源，来证明上面的想法。
虽然受制于本人matlab的使用水平，采样频率也达不到102400HZ，但还是可以窥见一二的。
如上图，绿色箭头与红色箭头的频率间隔是为6.25HZ很接近该双列圆锥轴承的保持架频率。
通过peakvue的频谱图也证明了上面的想法，即在轴承保持架缺陷发展到后期，保持架特征频率会调制该轴转频。
个人理解这种情况只会发生在水平放置的轴系中，对于垂直放置的转轴，不会产生这种情况。
7.补充
4月12日，4月28日3Hv对比如下：
4月12日3Hv
4月28日3Hv
4月28日3Hv频谱图中可以看见转频的谐波。
有轻微的松动缺陷。