滚动轴承故障解释和频率计算
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滚动轴承是一种常见的旋转机械零部件,它承担着重要的转动功能。
在滚动轴承工作过程中,如果遇到内外圈都旋转的故障,就需要对其特征频率进行计算和分析。
本文将介绍滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率计算公式,希望能够为相关领域的研究和实践提供帮助。
一、滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率计算公式1. 滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率公式如下:f = (P/2) * (1 - (d/D)) * (n/60)其中,f为故障特征频率,P为滚动体的数量,d为滚动体直径,D为滚动道直径,n为转速。
2. 在计算滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率时,需要注意以下几点:(1) 滚动体的数量对故障特征频率有影响,一般来说,滚动体数量越多,故障特征频率越高。
(2) 滚动体直径和滚动道直径的比值(d/D)也会影响故障特征频率,当d/D接近1时,故障特征频率较低;当d/D远离1时,故障特征频率较高。
(3) 转速的变化会直接影响到故障特征频率的计算,转速越高,故障特征频率越高。
二、滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率计算实例分析以某型号滚动轴承为例,其内外圈都旋转的故障特征频率计算如下:1. 已知数据:滚动体数量P=14,滚动体直径d=6mm,滚动道直径D=20mm,转速n=1800rpm。
2. 按照公式进行计算:f = (14/2) * (1 - (6/20)) * (1800/60) = 7 * 0.7 * 30 = 1470Hz。
通过以上实例分析可知,滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率为1470Hz。
这个特征频率对于故障诊断和预防具有重要意义,需要在相关实际应用中加以重视。
三、滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率计算公式的应用意义滚动轴承内外圈都旋转的故障特征频率计算公式的应用意义主要体现在以下几个方面:1. 故障诊断和预防:通过计算故障特征频率,可以帮助实现滚动轴承内外圈都旋转故障的诊断和预防工作,及早发现并解决故障问题,提高设备的可靠性和稳定性。
轴承滚动体故障频率计算公式引言:轴承是工业设备中常见的零部件之一,用于支撑和定位旋转机构的轴承件。
在使用过程中,由于各种原因,轴承滚动体可能会出现故障,导致设备性能下降甚至无法正常工作。
为了预测轴承滚动体的故障情况,工程师们提出了轴承滚动体故障频率计算公式。
本文将介绍该公式的计算方法和应用。
一、轴承滚动体故障频率计算公式的定义轴承滚动体故障频率是指单位时间内轴承滚动体发生故障的次数。
轴承滚动体故障频率计算公式是根据轴承滚动体的几何参数和工作条件来计算的,其表达式如下:F = (Z * n * d) / (2 * 10^6)其中,F为轴承滚动体故障频率(次/小时);Z为轴承滚动体的数量;n为轴承滚动体的旋转速度(rpm);d为轴承滚动体的直径(mm)。
二、轴承滚动体故障频率计算公式的应用轴承滚动体故障频率计算公式可以用于评估轴承滚动体的寿命和故障情况,为轴承的设计和维护提供参考依据。
具体应用如下:1. 寿命评估:根据轴承滚动体故障频率计算公式,可以计算出单位时间内轴承滚动体发生故障的次数。
通过与轴承的额定寿命进行比较,可以评估轴承的使用寿命是否满足要求。
如果轴承滚动体故障频率较大,说明轴承的使用寿命较短,需要考虑更换或维修轴承。
2. 设备维护:根据轴承滚动体故障频率计算公式,可以预测轴承滚动体的故障情况,及时进行设备维护。
当轴承滚动体故障频率超过一定阈值时,说明轴承存在故障的风险,需要进行维护。
通过定期监测轴承滚动体故障频率,可以制定合理的维护计划,提高设备的可靠性和稳定性。
3. 轴承设计:轴承滚动体故障频率计算公式可以作为轴承设计的参考依据。
在轴承设计过程中,可以通过调整轴承滚动体的数量、直径和旋转速度等参数,来控制轴承滚动体故障频率。
通过合理设计,可以提高轴承的使用寿命,降低故障频率,提高设备的可靠性。
结论:轴承滚动体故障频率计算公式是一种重要的工程计算方法,可以用于评估轴承寿命、设备维护和轴承设计。
滚动轴承的故障诊断一、滚动轴承的常见故障滚动轴承是转动设备中应用最为广泛的机械零件,同时也是最容易产生故障的零件。
据统计,在使用滚动轴承的转动设备中,大约有30%的机械故障都是由于滚动轴承而引起的。
滚动轴承的常见故障形式有以下几种。
1. 疲劳剥落(点蚀)滚动轴承工作时,滚动体和滚道之间为点接触或线接触,在交变载荷的作用下,表面间存在着极大的循环接触应力,容易在表面处形成疲劳源,由疲劳源生成微裂纹,微裂纹因材质硬度高、脆性大,难以向纵深发展,便成小颗粒状剥落,表面出现细小的麻点,这就是疲劳点蚀。
严重时,表面成片状剥落,形成凹坑;若轴承继续运转,将形成大面积的剥落。
疲劳点蚀会造成运转中的冲击载荷,使设备的振动和噪声加剧。
然而,疲劳点蚀是滚动轴承正常的、不可避免的失效形式。
轴承寿命指的就是出现第一个疲劳剥落点之前运转的总转数,轴承的额定寿命就是指90%的轴承不发生疲劳点蚀的寿命。
2. 磨损润滑不良,外界尘粒等异物侵入,转配不当等原因,都会加剧滚动轴承表面之间的磨损。
磨损的程度严重时,轴承游隙增大,表面粗糙度增加,不仅降低了轴承的运转精度,而且也会设备的振动和噪声随之增大。
3. 胶合胶合是一个表面上的金属粘附到另一个表面上去的现象。
其产生的主要原因是缺油、缺脂下的润滑不足,以及重载、高速、高温,滚动体与滚道在接触处发生了局部高温下的金属熔焊现象。
通常,轻度的胶合又称为划痕,重度的胶合又称为烧轴承。
胶合为严重故障,发生后立即会导致振动和噪声急剧增大,多数情况下设备难以继续运转。
4. 断裂轴承零件的裂纹和断裂是最危险的一种故障形式,这主要是由于轴承材料有缺陷和热处理不当以及严重超负荷运行所引起的;此外,装配过盈量太大、轴承组合设计不当,以及缺油、断油下的润滑丧失也都会引起裂纹和断裂。
5. 锈蚀锈蚀是由于外界的水分带入轴承中;或者设备停用时,轴承温度在露点以下,空气中的水分凝结成水滴吸附在轴承表面上;以及设备在腐蚀性介质中工作,轴承密封不严,从而引起化学腐蚀。
第二组实验轴承故障数据:数据打开后应采用X105_DE_time作为分析数据,其他可作为参考,转速1797rpm轴承型号:6205-2RS JEM SKF, 深沟球轴承采样频率:12k Hz1、确定轴承各项参数并计算各部件的故障特征频率通过以上原始数据可知次轴承的参数为:轴承转速r=1797r/min;滚珠个数n=9;滚动体直径d=;轴承节径D=39mm;:滚动体接触角α=0由以上数据计算滚动轴承不同部件故障的特征频率为:外圈故障频率f1=r/60 * 1/2 * n(1-d/D *cosα)=内圈故障频率f2=r/60 * 1/2 * n(1+d/D *cosα)=滚动体故障频率f3=r/60*1/2*D/d*[1-(d/D)^2* cos^2(α)]=保持架外圈故障频率f4=r/60 * 1/2 * (1-d/D *cosα)=2.对轴承故障数据进行时域波形分析将轴承数据导入MATLAB中直接做FFT分析得到时域图如下:并求得时域信号的各项特征:(1)有效值:;(2)峰值:;(3)峰值因子:;(4)峭度:;(5)脉冲因子:;(6)裕度因子::3.包络谱分析对信号做EMD模态分解,分解得到的每一个IMF信号分别和原信号做相关分析,找出相关系数较大的IMF分量并对此IMF分量进行Hilbert变换。
由图中可以看出经过EMD分解后得到的9个IMF分量和一个残余量。
IMF分量分别和原信号做相关分析后得出相关系数如下:由上表得:IMF1的相关系数明显最大,所以选用IMF1做Hilbert包络谱分析。
所得Hilbert包络谱图如下:对包络谱图中幅值较大区域局部放大得到下图由以上包络图的局部放大图中可以看出包络图中前三个峰值最大也最明显,三个峰值频率由小到大排列分别为、、。
把这三个频率数值和前文计算所得的理论值进行比较可知:频率值最大为和内圈的故障理论计算特征频率f2=相近,说明此轴承的故障发生在轴承的内圈。
滚动轴承故障诊断初步1、故障原因滚动轴承的早期故障是滚子和滚道剥落、凹痕、破裂、腐蚀和杂物嵌入。
即主要故障形式:疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合、保持架损坏。
产生主要原因包括搬运粗心、安装不当、不对中、轴承倾斜、轴承选用不正确、润滑不足或密封失效、负载不合适以及制造缺陷。
2、频谱和波形特征滚动轴承它是由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
当滚动体和滚道接触处遇到一个局部缺陷时,就有一个冲击信号产生。
缺陷在不同的元件上,接触点经过缺陷的频率是不相同的,这个频率就称为滚动轴承的特征频率。
滚动轴承的故障特征频率的数值一般在几赫兹到几百赫兹之间,在频谱图中的1000Hz以内的低频区域轴承故障特征频率如下:1、滚动轴承故障特征频率(外圈静止)式中:Z——滚动体个数fr——转频(Hz)D——轴承节径(mm)d——滚动体直径(mm)α——接触角(1)滚动轴承内圈故障特征频率(2)滚动轴承外圈故障特征频率(3)滚动轴承滚动体特征频率(4)滚动轴承保持架特征频率2、滚动轴承故障特征频率的计算经验公式:二、滚动轴承故障诊断的要素滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,每个轴承部件对应一个轴承故障特征频率。
滚动轴承的故障频率分布有一个明显的特点,往往在低频和高频两个频段内都有表现。
所以在频率分析时,可以选择在这两个频段进行分析。
根据滚动轴承的故障形式在频域中的表现形式,将整个频域分为三个频段,既高频段、中频段和低频段。
l 高频阶段指频率范围处于2000-5000Hz 的频段,主要是轴承固有频率,在轴承故障的早期,高频段反映比较敏感;中频阶段指频率范围处于800-1600Hz 的频段,一般是由于轴承润滑不良而引起碰磨产生的频率范围;l 低频阶段指频率范围处于0-800Hz 的频段,基本覆盖轴承故障特征频率及谐波;在高频段和低频段中所体现的频率是否为轴承故障频率,还要通过其他方法进行印证加以确认。
根据滚动轴承的故障特征频率在频域和时域中的表现,可将滚动轴承的诊断方法总结为三个频段;八个确认,简称三八诊断法。
滚动轴承故障诊断初步1、故障原因滚动轴承的早期故障是滚子和滚道剥落、凹痕、破裂、腐蚀和杂物嵌入。
即主要故障形式:疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、断裂、胶合、保持架损坏。
产生主要原因包括搬运粗心、安装不当、不对中、轴承倾斜、轴承选用不正确、润滑不足或密封失效、负载不合适以及制造缺陷。
2、频谱和波形特征滚动轴承它是由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
当滚动体和滚道接触处遇到一个局部缺陷时,就有一个冲击信号产生。
缺陷在不同的元件上,接触点经过缺陷的频率是不相同的,这个频率就称为滚动轴承的特征频率。
滚动轴承的故障特征频率的数值一般在几赫兹到几百赫兹之间,在频谱图中的1000Hz以内的低频区域轴承故障特征频率如下:1、滚动轴承故障特征频率(外圈静止)式中:Z——滚动体个数fr——转频(Hz)D——轴承节径(mm)d——滚动体直径(mm)α——接触角(1)滚动轴承内圈故障特征频率(2)滚动轴承外圈故障特征频率(3)滚动轴承滚动体特征频率(4)滚动轴承保持架特征频率2、滚动轴承故障特征频率的计算经验公式:二、滚动轴承故障诊断的要素滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成,每个轴承部件对应一个轴承故障特征频率。
滚动轴承的故障频率分布有一个明显的特点,往往在低频和高频两个频段内都有表现。
所以在频率分析时,可以选择在这两个频段进行分析。
根据滚动轴承的故障形式在频域中的表现形式,将整个频域分为三个频段,既高频段、中频段和低频段。
l 高频阶段指频率范围处于2000-5000Hz 的频段,主要是轴承固有频率,在轴承故障的早期,高频段反映比较敏感;中频阶段指频率范围处于800-1600Hz 的频段,一般是由于轴承润滑不良而引起碰磨产生的频率范围;l 低频阶段指频率范围处于0-800Hz 的频段,基本覆盖轴承故障特征频率及谐波;在高频段和低频段中所体现的频率是否为轴承故障频率,还要通过其他方法进行印证加以确认。
根据滚动轴承的故障特征频率在频域和时域中的表现,可将滚动轴承的诊断方法总结为三个频段;八个确认,简称三八诊断法。