简析滚动轴承故障诊断方法及要点 滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑，同时，它也是机器中最容易损坏的元件之一。许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。可见，轴承的好坏对机器工作状态影响极大。 通常，由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声，甚至会引起机器的损坏。而在精密机械中（如精密机床主轴、陀螺等），对轴承的要求就更高，哪怕是在轴承上有微米级的缺陷，都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。 最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位，依靠听觉来判断轴承有无故障。这种方法至今仍在使用，不过已经逐步使用电子听诊器来替代听棒以提高灵敏度。后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。这可以减少对设备检修人员的经验的依赖，但仍然很难发现早期故障。 滚动轴承在设备中的应用非常广泛，滚动轴承状态好坏直接关系到旋转设备的运行状态，尤其在连续性大生产企业，大量应用于大型旋转设备重要部位，因此，实际生产中作好滚动轴承状态监测与故障诊断是搞好设备维修与管理的重要环节。我们经过长期实践与摸索，积累了一些滚动轴承实际故障诊断的实用技巧。 一、滚动轴承故障诊断的方式及要点： 对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的实用方法是振动分析。 实用中需注意选择测点的位置和采集方法。要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集的信号准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点，在电机自由端一般有后风扇罩，其测点选择在风扇罩固定螺丝有较好监测效果。另外必须注意对振动信号进行多次采集和分析，综合进行比较。才能得到准确结论。 二、滚动轴承正常运行的特点与实用诊断技巧： 我们在长期生产状态监测中发现，滚动轴承在其使用过程中表现出很强的规律性，并且重复性非常好。正常优质轴承在开始使用时，振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值都较小，可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。 运动一段时间后，振动和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。 继续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化较缓慢，此时，轴承峭度值开始突然达到一定数值。我们认为，此时轴承即表现为初期故障。
7.2 滚动轴承故障诊断技术 7.2.1 概 述 滚动轴承是机械设备的重要零件，应用面广，但易损坏，据统计在使用滚动轴承的旋转机械中大约30％的机械故障是由滚动轴承故障引起的，所以滚动轴承的状态监测与诊断技术一直是国内外发展的重点。 一、滚动轴承故障的基本形式 滚动轴承故障按产生的原因划分有以下几种。 （1）磨损 滚动轴承内外圈的滚道和滚动体表面，既承受载荷又有相对运动，所以要发生各种形式的磨损。（疲劳磨损、磨料磨损、粘着磨损和腐蚀磨损等）在正常情况下疲劳磨损是滚动轴承故障的主要原因，一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。 （2）压痕 轴承受过大载荷或因硬度很高的异物侵入时，都将在滚动体和滚道的表面上形成凹痕，使轴承运转时产生剧烈的振动和噪声，影响工作质量。 （3）断裂 轴承元件的裂纹和破裂主要是加工轴承元件时磨削加工或热处理不当引起，也有的是由于装配不当、载荷过大、转速过高、润滑不良产生的过大热应力引起。 二、滚动轴承故障监测与诊断方法 轴承元件的损伤不可能直接诊断，只能间接诊断。诊断方法有以下几种。 （1）噪声诊断法 这是最原始的方法，由于设备各种噪声和环境噪声的干扰很大，从监测信号中提取被测轴承的噪声信息十分困难，所以现代故障诊断领域应用较少。但是用听音棒接触与轴承最接近的部位监听轴承运行时的噪声，至今仍在采用。这是因为这种方法具有简单、方便、快速等优点，适合普通机械设备的简易诊断。若用电子听诊器提高灵敏度，有经验的人不仅能识别轴承有无故障，而且还能估计出发生故障的原因。 （2）振动诊断法
轴承元件损伤，运行时必然产生冲击和振动。根据振动诊断轴承的状态是目前最适用的方法。国内外开发生产的轴承监测与诊断仪表绝大多数都是根据振动诊断原理制成的。 由于轴承的结构特点和不可避免的加工与安装误差，正常轴承运行时，不可避免地已有相当复杂的振动，再加上轴承所在设备的各种振动干扰，所以根据振动信号判别轴承故障的关键是排除干扰提高信噪比，这是一件十分复杂的技术。因此目前单独根据振动信息诊断轴承故障还不是十分可靠的技术，最好采用多种方法进行综合诊断。 （3）温度诊断法 轴承元件损伤，轴承的温度便会升高，所以对轴承可以进行温度监测。这种方法简单易行使用最早。但是它的灵敏度很低、响应也慢，特别是工作表面剥落、压痕或裂纹等局部性损伤在初期阶段几乎不可能根据温度变化检测出来。不过温度对轴承载荷、速度和润滑油情况的变化还比较灵敏，所以温度诊断法对防止轴承故障还有重要意义，至今仍普遍采用。 （4）油膜电阻法 运行中的滚动轴承，由于滚道与滚动体之间形成油膜，所以电阻很大，常在兆欧以上，若轴承损伤润滑状态恶化，则油膜破坏，电阻变小到零欧附近。利用这种变化就可对轴承故障进行诊断。 图7-10 油膜电阻法测量原理 油膜电阻的测量原理如图7-10所示。为了避免对运动表面的不良影响所加电压希望低些，在实际应用中，一般采用1伏左右。 油膜电阻法对磨粒磨损等均匀损伤比较敏感；振动分析法对剥落、压痕等局部损伤比较敏感，所以油膜电阻法可作为振动诊断法的一种补充监测技术。 （5）光纤监测技术 用光纤位移传感器监测轴承的运行状态是一种直接从轴承套圈表面提取信息的诊断技术，灵敏度高，传递通道的影响小。它的基本原理如图7-11a）所示，用光导纤维制成的传感器含有发送光纤束与接收光纤束两部分，光线从发射光纤束射出，经传感器端面和轴承套圈表面间的间隙照射到套圈表面上，然后反射回来，由接收光纤束接收，经光电元件转换为电压输出，间隙量ｄ改变时，照射在套圈表面的面积也随之改变，接收光纤束接收的光量、光电元件输出的电压也随之改变，其间关系如图7-11b）所示。根据输出电压的变化，可以判别轴承套圈的径向变化量和轴承的状态。
第十三章 滚动轴承 作业题答案 一、填空题 1．滚动轴承预紧的目的在于增加 轴承的刚性，减少 轴承的振动 2．滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与座孔的配合应采用 基轴 制。 3．30207(7207)轴承的类型名称是 圆锥滚子 轴承，内径是 35 mrn，它承受基本额定动载荷 时的基本额定寿命是 106 转时的可靠度是 90% 。这种类型轴承以承受 径向 向力为主。 4．代号6214的滚动轴承，类型是 深沟球轴承 ，内径是 70 mm。 5．滚动轴承的基本额定动负荷是指 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的负荷，某轴承在基本额定动负荷的作用下的基本额定寿命为 106 转 。 6．滚动轴承的选择主要取决于 轴承所承受的载荷大小、方向和性质，转速高低，调心性能要求， 装拆方便及经济性要求 ，滚动轴承按其承受负荷的方向及公称接触角的不同，可分为主要可承受 径向负荷的 向心轴承和主要承受轴向负荷的 推力 轴承。 7．滚动轴承轴系设计中，双支点单向固定的固定方式常用在 跨距较小 或 工作温度不高 情况下。8．在动轴承轴系设计中，一端双向固定而另一端游动的固定方式常用在 跨距比较大 或 工作温度 比较高 情况下。 9．安装于某轴单支点上的代号为7318 B／DF的一对滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ；内 径尺寸d= 90 mm，公称接触角 = 40 ；直径系列为 中系列 ；精度等级为 0级 ；安装 形式为 成面对面安装 。 10．安装于某轴单支点上的代号为32310 B／P4／DB的一对滚动轴承，其类型名称为 圆锥滚子轴 承 ；内径尺寸d= 50 mm；公差等级符合标准规定的 4级 ；安装形式为 成背对背安装 。11．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作 106 转而不发生点蚀，其可靠度为 90% 。12．滚动轴承的内、外圈常用材料为 轴承铬钢 ，保持架常用 低碳钢 材料。 13．与滚动轴承7118相配合的轴径尺寸是 90 mm。 14．轴上的轴承的跨距较短，且温差较小时，支承部件应用 双支点单向固定 形式；当两轴承的 跨距较长，且温差较大时，支承部件应用 单支点双向固定 形式。 二、选择题 1．角接触球轴承承受轴向负荷的能力，随接触角口的增大而 A 。 A．增大 B．减少 C．不变 D．增大或减少随轴承型号而定 2．在滚动轴承当中，能承受较大的径向和轴向载荷的轴承是 B ，适合于作轴向游动的轴承是 D 。 A．深沟球轴承 B．角接触轴承 C．圆锥滚子轴承 D．圆柱滚子轴承
滚动轴承故障诊断分析 学院名称：机械与汽车工程学院专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名：
摘要 滚动轴承故障诊断 本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述， 关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征； ABSTRACT ： The Rolling fault diagnosis In the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this pa
第12章习题及解答 12.1 滚动轴承主要类型有哪几种？各有何特点？试画出它们的结构简图。 解: 请参阅教材表14.1。 12.2 说明下列型号轴承的类型、尺寸、系列、结构特点及精度等级：32210E ，52411/P5， 61805，7312AC ，NU2204E 。 解 ：32210E------圆锥滚子轴承、宽轻系列、内径50、加强型； 52411/P5----推力球轴承、宽重系列、内径55、游隙5级； 61805--------深沟球轴承、正常超轻、内径25； 7312AC-----角接触球轴承、窄中系列、内径60、接触角25?； NU2204E----无挡边圆柱滚子轴承、窄轻系列、内径20、加强型。 12.3 选择滚动轴承应考虑哪些因素？试举出1~2个实例说明之。 解 ：载荷性质、转速、价格等。 12.4 滚动轴承的主要失效形式是什么？应怎样采取相应的设计准则？ 解：疲劳点蚀、塑性变形；寿命、静载荷校核。 12.5 试按滚动轴承寿命计算公式分析： （1） 转速一定的7207C 轴承，其额定动载荷从C 增为2C 时，寿命是否增加一倍？ 解: 由公式 ε ?? ? ??=F C n L h 60106 可知, 当额定动载荷从C 增为2C 时, 寿命增加应为 ()εC 2 (2) 转速一定的7207C 轴承，其当量动载荷从P 增为2P 时，寿命是否由L h 下降为L h /2？ 解: 由公式 ε ?? ? ??=F C n L h 60106 可知, 当其当量动载荷从P 增为2P 时, 寿命下降应 为 ε ?? ? ??21 (3) 当量动载荷一定的7207C 轴承，当工作转速由n 增为2n 时，其寿命有何变化？ 解: 由公式 ε ?? ? ??=F C n L h 60106 可知, 当工作转速由n 增为2n 时，其寿命为原来的
第12章滚动轴承（书18） 本章应掌握常用滚动轴承的应用，滚动轴承的主要失效形式及计算准则；掌握滚动轴承的疲劳寿命计算，特别是角接触轴承的轴向载荷、当量动载荷和寿命计算，熟悉滚动轴承的类型、特点、选择原则和选择方法，主要掌握教材中所列出的基本类型的滚动轴承的特点及应用；掌握滚动轴承的组合结构设计；了解的内容滚动轴承的静载荷计算，成对安装角接触轴承的计算特点，滚动轴承的润滑与密封，修正额定寿命计算，极限转速计算等。 一、知识点分析 1、基本知识 （1）、常用滚动轴承的基本代号的规则与含义。 （2）、滚动轴承的主要失效形式及计算准则必须了解滚动轴承在不同情况下的主要失效形式，确定计算准则，并以计算准则为依据，建立相应的承载能力的计算公式。 （3）、承载能力的计算重点掌握滚动轴承的疲劳寿命计算，特别是角接触轴承的轴向载荷、当量动载荷和寿命计算。 2、载荷分析 滚动轴承的所受载荷分为径向载荷、轴向载荷及径向、轴向复合载荷。对向心轴承，要弄清其径向载荷的分布规律；对角接触球轴承与圆锥滚子轴承，会分析轴向载荷并进行计算。 3、失效形式 滚动轴承的主要失效形式有点蚀、胶合与磨损。 4、载荷及寿命计算 滚动轴承的计算包括径向载荷计算，轴向载荷计算，特别是角接触轴承的轴向载荷、当量动载荷计算。滚动轴承的疲劳寿命计算。 二、思考题 1、滚动轴承由哪些基本元件组成？它们的作用是什么？ 2、滚动轴承有哪些类型？试比较3 、6 、7 类滚动轴承的结构特点及应用场合。 3、滚动轴承代号中的前置代号、基本代号和后置代号各代表什么意义？ 4、什么是滚动轴承的接触角？游隙？ 5、滚动轴承的类型选择应考虑哪些因素？高速轻载的工作条件宜选用哪一类轴承？高速重载的场合下又宜选用哪一类轴承？ 6、滚动轴承的主要失效形式有哪些？ 7、什么叫滚动轴承的寿命？基本额定寿命？修正额定寿命？ 8、角接触轴承的轴向载荷F a应如何计算？当只有外加径向载荷而没有外加轴向载荷时，对角接触轴承而言，还有没有轴向载荷F a？ 9、一轴用一对类型代号为7的角接触球轴承支撑。已知F r1＝2000N ，F r2＝1000N ，F A＝800N （指向轴承II ），要求按正反装两种情况：（1 ）画出结构简图，并在图上标出附加轴向力Fs1 、Fs2的方向；（ 2 ）计算轴承的轴向载荷Fa1、Fa2的大小。 10、什么叫滚动轴承的基本额定静载荷？它有什么用处？ 11、滚动轴承的寿命计算公式中各符号的意义是什么？ 12、滚动轴承常用哪几种润滑方式？适用范围如何？ 13、滚动轴承常用哪几种密封方式？其优缺点及适用范围如何？
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing 学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿
摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一, 旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。 关键词：滚动轴承故障诊断振动 Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％ 是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。如何准确判断出它的末期故障是非常重要的，可减少不必要的停机修理，延长设备的使用寿命，避免事故停机。滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的，因而对作为运转机械最重要件之一的轴承，进行状态检测和故障诊断具有重要的实际意义，这也是机械故障诊断领域的重点。 一滚动轴承故障诊断分析方法 1滚动轴承故障诊断传统的分析方法 1.1振动信号分析诊断 振动信号分析方法包括简易诊断法、冲击脉冲法（SPM法）、共振解调法（IFD 法）。振动诊断是检测诊断的重要工具之一。 （1）常用的简易诊断法有：振幅值诊断法，反应的是某时刻振幅的最大值，适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；波峰因素诊断法，表示的
《滚动轴承》习题 一、填空题 1．滚动轴承预紧的目的在于增加 轴承的刚性，减少 轴承的振动 2．滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与座孔的配合应采用 基轴 制。 3．30207(7207)轴承的类型名称是 圆锥滚子 轴承，内径是 35 mrn ，它承受基本额定动载荷时的基本额定寿命是 106 转时的可靠度是 90% 。这种类型轴承以承受 径向 向力为主。 4．滚动轴承的基本额定动负荷C ，当量动负荷P 和轴承寿命L h 三者的关系式为 ε ?? ? ??=P C n L h 60106 5．滚动轴承的基本额定动负荷是指 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的负荷，某轴承在基本额定动负荷的作用下的基本额定寿命为 106 转 。 6．滚动轴承的选择主要取决于 轴承所承受的载荷大小、方向和性质，转速高低，调心性能要求，装拆方便及经济性要求 ，滚动轴承按其承受负荷的方向及公称接触角的不同，可分为主要可承受径向负荷的 向心轴承和主要承受轴向负荷的 推力 轴承。 7．滚动轴承轴系设计中，双支点单向固定的固定方式常用在 跨距较小 或 工作温度不高情况下。 8．在动轴承轴系设计中，一端双向固定而另一端游动的固定方式常用在 跨距比较大或 工作温度比较高 情况下。 9．安装于某轴单支点上的代号为7318 B ／DF 的一对滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ；内径尺寸d= 90 mm ，公称接触角α= 40 ；直径系列为 中系列 ；精度等级为 0级 ；安装形式为 成面对面安装 。 10．安装于某轴单支点上的代号为32310 B ／P4／DB 的一对滚动轴承，其类型名称为 圆锥滚子轴承 ；内径尺寸d= 50 mm ；公差等级符合标准规定的 4级 ；安装形式为 成背对背安装 。 11．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作 106 转而不发生点蚀，
滚动轴承故障诊断1（之国外专家版） 滚动轴承故障 现代工业通用机械都配备了相当数量的滚动轴承。一般说来，滚动轴承都是机器中最精密的部件。通常情况下，它们的公差都保持在机器的其余部件的公差的十分之一。但是，多年的实践经验表明，只有10%以下的轴承能够运行到设计寿命年限。而大约40%的轴承失效是由于润滑引起的故障，30%失效是由于不对中或“卡住”等装配失误，还有20%的失效是由过载使用或制造上缺陷 等其它原因所致。 如果机器都进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承润滑良好，那么机器运行就会非常可*。机器的实际寿命也会接近其设计寿命。然而遗憾的是，大多数工业现场都没有做到这些。因此有很多轴承都因为磨损而永久失效。你的工作是要检测出早期症状并估计故障的严重程度。振动分析和磨损颗粒分析都是很好的诊断方法。 1、频谱特征 故障轴承会产生与1X基频倍数不完全相同的振动分量——换言之，它们不是同步的分量。对振动分析人员而言，如果在振动频谱中发现不同步分量那么极有可能是轴承出现故障的警告信号。 振动分析人员应该马上诊断并排除是否是其它故障引起的这些不同步分量。 如果看到不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损相关。如果同时还有谐波和边频带出现，那么轴承磨损的可能性就非常大——这时候你甚至不需要再去了解轴承准确的扰动频率。 2、扰动频率计算 有四个与轴承相关的扰动频率：球过内圈频率（BPI）、球过外圈频率（BPO）、保持架频率（FT）和球的自旋频率（BS）。轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径和接触角。其中，BPI 和BPO的和等于滚珠/滚柱的数量。例如，如果BPO等于3.2 X，BPI等于4.8 X，那么滚珠/滚柱 的数量必定是8。
第7章 滚 动 轴 承 习 题 参 考 答 案 1．选择题 1）中等转速正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是__（1）__。 (1) 疲劳点蚀 (2) 塑性变形 (3) 胶合 2）按基本额定动载荷选定的滚动轴承，在预定的使用期限内其失效概率最大为__(3)__。 (1) 1% (2) 5% (3) 10% (4) 50% 3）外圈固定内圈随轴转动的滚动轴承，其内圈上任一点的接触应力为__(3)__。 (1) 对称循环交变应力 (2) 静应力 (3) 不稳定的脉动循环交变应力 (4) 稳定的脉动循环交变应力 4）角接触球轴承承受轴向载荷的能力，随公称接触角α的增大而__（1）__。 (1) 增大 (2) 减少 (3) 不变 5）滚动轴承的接触式密封是__（1）__。 (1) 毡圈密封 (2) 油沟式密封 (3) 迷宫式密封 (4) 甩油密封 6）滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行__（1）__。 (1) 疲劳寿命计算 (2) 静强度计算 (3) 极限转速验算 7）下列四种轴承中，__（2）__必须成对使用。 (1) 深沟球轴承 (2) 圆锥滚子轴承 (3) 推力球轴承 (4) 圆柱滚子轴承 2．简答题 略 3．设计计算题 1）根据工作条件，某机器传动装置中，轴的两端各采用一个深沟球轴承，轴径为mm 35=d ，轴的转速r/min 2000=n ，每个轴承径向载荷N 2000r =F ，一般温度下工作， 载荷平稳，预期寿命h 8000h ='L ，试选用轴承。 解 根据题意查表1p =f ； 1t =f r r p F F f P == 3=ε 则轴承基本额定动载荷的计算值为 kN 73.1910800020006020001060106031616h t r 16h t =??? ?????=??? ??'=??? ??'='εεL n f F L n f P C 查手册6207轴承的基本额定动载荷19.73kN kN 5.25r >=C ，满足要求。 因此选用6207轴承。
滚动轴承故障诊断的频谱分析 滚动轴承在机电设备中的应用非常广泛，滚动轴承状态的好坏直接关系到旋转设备的运行状态，因此在实际生产过程中作好滚动轴承的状态监测与故障诊断是搞好设备维修与管理的重要环节。 滚动轴承在其使用过程中表现出很强的规律性，并且重复性强。正常优质轴承在开始使用时振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值比较小。运动一段时间后，振动和噪声保持在一定水平，频谱比较单一，仅出现一，二倍频，极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常平稳，进入稳定工作期。持续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化比较缓慢，此时，轴承峭度值开始突然到达一定值。可以认为此时轴承出现了初期故障。这时就要对轴承进行严密监测，密切注意其变化。此后轴承峭度值又开始快速下降，并接近正常值，而振动和噪声开始显著增大，其增大幅度开始加快，其振动超过标准时（ISO2372），其轴承峭度值也开始快速增大，当轴承超过振动标准，峭度值也超过正常值时，可认为轴承已进入晚期故障，需要及时检修设备，更换滚动轴承。 1、滚动轴承故障诊断方式 振动分析是对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的常用方法。一般方式为：利用数据采集器在设备现场采集滚动轴承振动信号并储存，传送到计算机，利用振动分析软件进行深入分析，从而得到滚动轴承各种振动参数的准确数值，进而判断这些滚动轴承是否存在故障。采用恩递替公司的Indus3振动测量分析系统进行大中型电机滚动轴承的状态监测和故障诊断，经过近几年实际使用，其效果令人非常满意。要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集信号的准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点。 2、滚动轴承正常运行特点与诊断技巧 滚动轴承的运转状态在其使用过程中有一定的规律性，并且重复性非常好。例如，正常优质轴承在开始使用时，振动幅值和噪声均比较小，但频谱有些散乱(图1)这可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。运行一段时间后，振动幅值和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。极少出现三倍工频以上频谱(图2)，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。继续运行一段时
第十三章滚动轴承 一、选择与填空题 13-1 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206，并指出其中具有下列特征的轴承： (1)径向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________； (2)轴向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________； (3)极限转速最高和最低的轴承分别是__________和__________； (4)公差等级最高的轴承是________________； (5)承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是__________。 13-2 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷__________基本额定动载荷。 (1)大于(2)等于(3)小于 13-3 在保证轴承工作能力的条件下，调心轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________，而深沟球轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________。 (1)3′～4′(2)8′～16′(3)1°～2°(4)2°～3° 13-4 滚动轴承的内径和外径的公差带均为_____________，而且统一采用上偏差为____________，下偏差为___________的分布。 13-5 采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是__________。 (1)提高轴承的旋转精度(2)提高轴承的承载能力(3)降低轴承的运转噪声 (4)提高轴承的使用寿命 13-6 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的__________来选择。 (1)转速n (2)当量动载荷P(3)轴颈圆周速度v(4)内径与转速的乘积dn 13-7 若滚动轴承采用脂润滑，则其装脂量一般为轴承内部空间容积的__________。 二、分析与思考题 13-8 滚动轴承共分几大类型?写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷(径向或轴向)。 13-9 为什么30000型和70000型轴承常成对使用?成对使用时，什么叫正装及反装?什么叫“面对面”及“背靠背”安装?试比较正装与反装的特点。 13-10 滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别?按公式L=(C/P)ε计算出的L是什么含义? 13-11 滚动轴承基本额定动载荷C的含义是什么?当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过C值时，轴承是否就不会发生点蚀破坏?为什么? 13-12 对于同一型号的滚动轴承，在某一工况条件下的基本额定寿命为L。若其它条件不变，仅将轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少? 13-13 滚动轴承常见的失效形式有哪些?公式L=(C/P)ε是针对哪种失效形式建立起来的? 13-14 你所学过的滚动轴承中，哪几类滚动轴承是内、外圈可分离的? 13-15 什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙?常用哪些方法调整轴承游隙? 13-16 滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形式有三类：(1)两支点各单向固定；(2)一支点双向固定，另一支点游动；(3)两支点游动。试问这三种类型各适用于什么场合? 13-17 一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗杆轴，采用一对正装的圆锥滚子轴承作为支承，是否合适?为什么?
第18章滚动轴承(第一次作业) 1. 滚动轴承的四个基本组成部分是内座圈、外座圈、滚动体、保持架。 2. 按轴承所承受的载荷方向，滚动轴承可分为向心轴承、推力轴承和向心推力____轴承。 3. 滚动轴承的正常失效通常是疲劳点蚀和塑性变形，强度计算时前者要计算轴承的寿命，后者要计算轴承的静强度。 4. 某轴承代号为7215AC，其中15代表轴承内径，2代表尺寸系列（直径、宽度），7代表角接触球轴承，AC代表接触角25°。 5. 6205轴承是深沟球轴承，轴承内径为25 mm，30209轴承是圆锥滚子轴承，轴承内径45 mm。 6. 在径向力、转速相同的条件下，6312(C＝64.1kN)与N312轴承(C=113kN)相比N312 轴 承寿命长，这是因为(从寿命公式分析 7. 绝大多数滚动轴承都是因为 C 而报废的。 A.塑性变形； B. 过度磨损； C.疲劳点蚀 8. 滚动轴承基本代号中，尺寸系列代号是由两位数字表示的，前者代表轴承的 E 系列，后者代表轴承的 C 系列。 A.滚动体的数目； B.内径； C.直径； D. 载荷角； E.宽（高）度 9. 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷))应A基本额定动载荷。 A．大于；B. 小于；C.等于。 10. 在同样载荷和同样的工作条件下运转的同一批生产的同型号的滚动轴承，它们的寿命一般 B 。 A.相同 B.不相同 C.90％轴承相同 D.10％轴承相同 11. 推力球轴承不适用于高转速，这是因为高速时 B ，从而使轴承寿命严重下降。 A. 冲击过大 B. 滚动体离心力过大 C. 滚动阻力大 D. 圆周线速度过大 12. 不同类型的滚动轴承所能承受的外载荷不同，通常深沟球轴承承受 C ，圆柱滚子轴承承受A，角接触球轴承承受 D ，推力球轴承承受 B 。 A.径向载荷 B.轴向载荷 C.径向载荷和较小的轴向载荷 D.径向载荷和较大的轴向载荷 13. 滚动轴承的寿命计算公式ε) L=中，ε值的大小与 B 有关。 C / (P A.滚动体的大小 B.滚动体的形状 C.载荷的大小 D.载荷的方向 14. C 轴承的内圈与外圈可分离。
第七章测试 班级姓名学号 一、填空题（1*25） 1.按其轴线形状不同，轴可分为、和。 2. 按其承载情况不同，直轴可分为、和。 3. 主要承受转矩作用的轴为。 4. 只承受弯矩作用的轴为。 5.滚动轴承一般由、、和四部分组成. 6. 代号为6318的滚动轴承内径为 mm。 7.轴承的功用是支撑及，并保持轴的正常和。 8.通常滚动轴承的随轴颈旋转，而固定在机体上。 9.滚动轴承的基本代号有、和组成。 10.保持架的作用是分隔，以减少滚动体之间的和。 1.下列各轴中，是转轴。 A自行车的前轮轴B减速器中的齿轮轴C汽车的传动轴D铁路车辆的轴2.轴肩与轴环的作用。 A对零件轴向定位和固定 B 对零件进行周向定位 C使轴外形美观 D 有利于轴的加工 3．________ 不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A. 深沟球轴承 B. 角接触球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心球轴承 4．________ 轴承通常应成对使用。 A．深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 5. 轴上零件的轴向定位方法有：（1）轴肩和轴环；（2）圆螺母；（3）套筒；（4）轴端挡圈等。其中方法是正确的。 A1种 B2种 C3种 D4种 6.滚动轴承的代号由基本代号及后置代号组成，其中基本代号表示。 A、轴承的类型、结构和尺寸 B、轴承组件 C、轴承内部结构的变化和轴承公差等级 D、轴承游隙和配置
7.代号为3108、3208、3308的滚动轴承的不相同。 A、外径 B、内径 C、精度 D、类型 8.代号为30310的单列圆锥滚子轴承的内径为。 A、10mm B、100mm C、50mm 9．代号为N1024的轴承内径应该是______。 A.20 B.24 C.40 D.120 10. 推力球轴承的类型代号为_____。 A.5 B.6 C.7 D.8 11. 角接触球轴承的类型代号为_____。 A.1 B.2 C.3 D.7 12. 滚动轴承的类型代号由_____表示。 A.数字 B.数字或字母 C.字母 D.数字加字母 13.圆锥滚子轴承的与内圈可以分离，故其便于安装和拆卸。 A、外圈 B、滚动体 C、保持架 14. _____是只能承受径向载荷的轴承。 A.深沟球轴承； B.调心球轴承； C.角接触球轴承； D.圆柱滚 子轴承 15．________ 只能承受轴向载荷。 A．圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心滚子轴承 三、判断题（1*10） 1.代号为6107、6207、6307的滚动轴承的内径都是相同的。（） 2.工作时起支撑作用的轴是传动轴。（） 3.转轴是在工作中即承受弯矩又传递扭矩的轴。（） 4.轴上截面尺寸变化的部分称为轴肩或轴环。（） 5.阶梯轴上各截面变化的地方都应留有越程槽。（） 6.圆锥滚子轴承的滚动轴承类型代号是N。（） 7.球轴承的极限转速比滚动轴承低。（） 8.调心轴承不能成对使用。（） 9.滚动轴承的前置代号、后置代号是轴承基本代号的补充，不能省略。（） 10.滚动轴承代号的直径系列表示同一内径轴承的各种不同宽度。（）
滚动轴承故障诊断实验 一、实验目的 1·了解滚动轴承常见故障形式与诊断方法。 2·学习解调谱分析技术。 3·通过实验进行信号采集和分析，了解滚动轴承故障特点。 二、实验装置 本实验装置为轴承故障模拟实验台，如图1-1所示，该装置主要包括控制箱、电机、皮带轮、联轴器、轴等。轴的支撑方式为双支撑，故障轴承为非驱动侧的滚动轴承，轴承外圈有一缺口。 图1-1 轴承故障模拟实验台 图1-2为该实验台结构简图。图中1为电机，2为皮带轮（1:1传动），3为联轴器，4为轴，5为滚动轴承。
图1-2 实验台结构简图 三、实验原理 旋转机械是设备状态监测与故障诊断工作的重点，而旋转机械的故障有相当大比例与滚动轴承有关。滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30%是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。 滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等都可能会导致轴承过早损坏。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损而不能正常工作。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的。滚动轴承的主要故障形式包括：疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合以及保持架损坏等。 本次实验中所用轴承型号为6205，其结构如图1-3。 图1-3 6205型轴承
6205中的代号6表示其为深沟球轴承，2是尺寸系列代号，表示轴承直径系列或宽度系列的组合，05是内径代号。它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。该型轴承的结构参数为：节径为39.04mm，滚子直径7.93mm，滚子数9个。 本实验中非驱动侧轴承外圈有一切口，轴承的频率与内圈转速n和滚动体数量有关，轴承各部件的特征频率可由相关软件计算得出。 由于轴承中各部件特征频率不同，因此很难从频谱图中获得故障频率，运用解调谱分析技术可以从频谱图中分离出实验所需的频率成分。 四、实验步骤 1、安装调试好实验台，先手动盘车，确保无干涉存在，打开电机，将转速调至1500r/min，通过加速度传感器测量故障轴承的振动信号，通过数字采集器将振动信号转变为数字信号，传入计算机，在相关软件中分析。 2、将转速调至1200r/min，通过加速度传感器测量轴承的振动信号，通过数字采集器将振动信号转变为数字信号，传入计算机，在相关软件中分析。 3、实验结束，关闭电机，离开前整理好实验台。 五、实验结果 1、当电机转速为1500r/min时的频谱图如图1-4。 图1-4 转速为1500rpm时的频谱图
第七章滚动轴承公差配合 一、判断题 1.向心轴承的五个精度等级中，0级最高，6级最低。（）[答案]错 2.轴承套圈相对于负荷方向旋转时，一般选用具有最小过盈的配合或过盈概率大的过渡配合（）[答案]对 3.为了保证轴承与轴颈、轴承孔的配合性质，轴颈应采用最大实体要求，轴承孔应采用包容要求。（）[答案]错 4轴承的游隙过大会使转轴的径向跳动和轴向跳动增大。（）[答案]对 5.当轴承套圈相对于负荷方向固定时，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。（）[答案]对 6.轴承套圈相对于负荷方向摆动时，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。（） 7.轴承承受的负荷越大，则与轴颈或轴承孔的配合应越紧。（）[答案]对 8.轴承内圈与轴颈两者公差带所组成的配合要比一般尺寸公差配合标准中规定的基孔制同名配合偏松一些。（）[答案]错 9.对于推力轴承的精度等级，国标规定了0，6x，5，4四个级别。（） [答案]错 10.轴承内圈的热膨胀会使它与轴颈的配合变松，外圈的热膨胀会使它与轴承孔的配合变紧。（）[答案]对 11.滚动轴承单一平面平均内、外径的公差带都在零线下方，上偏差为零。（） [答案]对 二、填空题 1.轴承内圈孔径的公差带带位于以公称内径为零线的( )；当轴颈选用j5公差带时，内圈与轴颈的配合性质为( )。[答案]下方；过渡配合 2.滚动轴承工作时为保证其工作性质，必须满足( )和( )两项要求。 [答案]必要的旋转精度，合适的游隙 3.在装配图上，滚动轴承内圈与轴颈的配合处需标注( )的公差带代号；若内圈相对于负荷方向旋转，则内圈与轴颈的配合应( )。 [答案]轴颈，较紧 三、选择题 1.规定滚动轴承单一内（外）径极限偏差主要是为了 A、限制变形量过大 B、方便检测 C、控制配合性质 D、保证加工精度 [答案]A 2.按标准规定，滚动轴承内圈基准孔的公差带相对于以公称直径为零线的配置是
例11-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC 的滚动轴承支承。已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N ，F a2 = 5000 N ，方向如图。轴承所受径向力R 1= 8000 N ，R 2 = 12000 N 。冲击载荷系数 f d = 1，其它参数见附表。求两轴承的当量动载荷P 1、P 2。 例11-1图1 解： 1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向 S 1 = 0.68R 1 = 0.68×8000 = 5440 N S 2 = 0.68R 2 = 0.68×12000 = 8160 N ，方向如图所示。 2．求外部轴向合力F A F A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ， 方向与F a2的方向相同，如图所示。 3．求轴承所受的轴向力A 1、A 2 ∵ S 2 + F A = 8160 + 2000 = 10160 N ，S 2 + F A ＞S 1 = 5440 N ，轴承1被压紧。 ∴ A 1= S 2 + F A = 10160 N ，A 2 = S 2 = 8160 N 4．轴承的当量动载荷P 1、P 2 据：A 1/ R 1 = 10160/8000 = 1.27＞e = 0.68，得：X 1 = 0.41，Y 1 = 0.87 P 1 = f d （X 1 R 1 + Y 1 A 1）= 0.41×8000 + 0.87×10160 = 12119 N 据：A 2/ R 2 = 8160/12000 = 0.68 = e ，得：X 2 = 1，Y 2 = 0 P 2 = f d （X 2 R 2 + Y 2 A 2）= 8000 N 例11-3 某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = 97.8 kN 。轴承受径向力R 1= 6000N ，R 2 =16500N 。轴的转速 n =500 r/min ，轴上有轴向力F A = 3000 N ，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数 f d = 1。求轴承的基本额定寿命。 例11-3 图1 解： 1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向 20005.126000211=?==Y R S N 55005 .1216500222=?== Y R S N 方向如图所示。 2．求轴承所受的轴向力A 1、A 2 例11-3 图2
滚动轴承常见故障及诊断 2007/08/04 11:41来源：《工程机械与维修》作者：肖军 滚动轴承的故障类型大致有6种，即：腐蚀、摩擦、过热、烧伤、磨损、疲劳剥落等。其中，磨损和疲劳剥落是最常见的故障形式。故障诊断的方法有：转矩测定法、转速测定法、温度测定法、油分析法、振动法等。其中，振动法适用性强，效果好，测试信号处理简单直观，使用最广泛。 1．故障识别 运转中的检查项目有轴承的滚动声、振动、温度等，主要识别方法如下： (1)噪声识别 这需要有丰富的经验，应尽量由专人进行这项工作。用听音器或听音棒贴在外壳上可清楚地听到轴承的声音，也可采用测声器对运转轴承的滚动声的大小及音质进行检测，分辨出不同的故障。 轴承噪声主要有以下几种： ①固有噪声。这是滚动轴承本身具有的一种噪声，属正常噪声。特点：轴承旋转时发出的一种平稳、连续的声音，声音较小；转速变化时，其主频率不变。 ②装配误差产生的噪声。 ③滚道噪声。轴承在转动时产生随机脉动滚道噪声，是轴承噪声的主要成分。特点：滚道噪声会随着滚道和滚动体加工精度的提高而降低。 ④滚动噪声。滚子轴承容易产生滚动噪声。特点：主要发生在滚动体进入、退出承载区的时刻；润滑剂性能不好或黏度极大时最容易产生；滚子轴承只承受径向力，径向游隙比较大时容易产生。 ⑤保持架噪声。产生原因：滚动体和保持架、保持架与引导面之间的滑动摩擦，以及保持架与滚动体发生相互撞击而发出的噪声。特点：具有周期性；当采用滚动体引导保持架时，这种运动的不稳定性更加严重，深沟球轴承的冲压保持架较薄，径向、轴向的刚度较低，整体稳定性差，轴承高速旋转时，因弯曲变形而产生自激振动，发出“蜂鸣声”。 ⑥夹杂物噪声。大约14%的轴承过早损毁是污染所致，外部杂质进入轴承工作面引起非周期性振动和噪声。特点：随机性强，特别是小型轴承对此很敏感。 ⑦伤痕噪声。据统计，16%的轴承过早损毁是由于安装不当或没有使用适当的安装工具。特点：转速不变，噪声频率不变；转速降低，周期变长。如果使用高黏度油脂，噪声将减弱。原因分析：若其噪声连续不断，则可能是滚道有伤；若其噪声或有或无周期性，则为滚动体受损；若滚动体碎裂，会产生“锉齿声、冲击声”。 ⑧缺油噪声。特点：发出“金属磨损的哨声”，如果负载较重且缺油严重，可能产生“尖叫声”。 (2)振动识别 通常在轴承上安装压电式加速度传感器获取振动信号，然后通过计算机进行信号分析，以判断轴承是否存在故障。滚动轴承磨损后产生的振动同正常轴承产生的振动具有相同的性质，但磨损轴承的振幅明显比正常轴承的高。因此，只要将传感器获得的振动信号加以比较，就可判断出滚动轴承是否存在磨损类故障。如果传感器获得的振动信号出现异常，即波形相隔一段时间就出现峰值极大的尖顶，则可判断滚动轴承出现了疲劳剥落和点蚀等故障。 (3)温度识别 使用热感器可以随时监测轴承的工作温度，并在温度超过规定值时实现自动报警以防止事故发生。该方法属比较识别法，仅用于运转状态变化不大的场合。高温表示轴承已处于异常状态，因此，连续监测轴承温度是有必要的。轴承温度的定期测量可借助于温度计(例如数字型温度计)。 (4)润滑剂状态识别