中南大学——滚动轴承综合性能测试分析 实验报告

实验一滑动轴承实验滑动轴承实验台使用简介本实验台用于液体动压滑动轴承实验，主要利用它来观察滑动轴承的结构及油膜形成的过程，测量其径向油膜压力分布，通过测定可以绘制出摩擦特性曲线、径向油膜压力分布曲线和测定其承载量。

一、实验台结构简介与工作原理1. 该实验台主要结构见下图所示：图1-1 滑动轴承实验台结构简图1-操纵面板2-电机3-三角带4-轴向油压表接头5-螺旋加载杆6-百分表测力计装置7-径向油压表(7只) 8-传感器支承板9-主轴10-主轴瓦11-主轴箱2. 结构特点该实验台主轴9由两个高精度的深沟球轴承支承。

直流电机2通过三角带3带动主轴9顺时针旋转，主轴上装有精密加工制造的主轴瓦10，由装在底座里的无级调速器实现主轴的无级变速，轴的转速由装在面板1上的左数码管直接读出。

主轴瓦外圆处被加载装置(未画)压住，旋转加载杆5即可对轴瓦加载，加载大小由负载传感器传出，由面板上右数码管显示。

主轴瓦上装有测力杆，通过测力计装置可由百分表6读取摩擦力△值。

主轴瓦前端装有1~7号七只测径向压力的油压表7，油的进口1处。

在轴瓦的21处装有一个测轴向油压的油压表，即第8号油在轴瓦全长的4压表。

二、主要技术参数试验轴瓦内径d=70mm长度B=125mm粗糙度(旧标准7 )材料ZCuSn5Pb5Zn5加载范围0～1000N (0～100kg)百分表精度0.01 量程(0-10mm)油压表精度2.5% 量程0～0.6Mpa测力杆上测力点与轴承中心距离L=120mm测力计标定值K=0.098N/△电机功率355W调速范围：3～500rpm试验台重量：52kg该实验台的操作面板如图1-2所示。

图1-2实验台面板布置图1-转速显示2-压力显示3-油膜指示4-电源开关5-压力调零6-转速调节7-测量键8-存储键9-查看键10-复位键三、电气装置技术性能1.直流电动机功率：355W2.测速部分：a、测速范围：3rpm～500rpmb、测速精度：±1rpm3.加载部分：a、调整范围：0～1000N(0～100kg)b、传感器精度：±1rpm4.工作条件a、环境温度：—10℃～+50℃b、相对温度：≤80%c、电源：～200V±10% 50Hzd、工作场所：无强烈电磁干扰和腐蚀气体四、使用步骤：1、开机前的准备：a、用汽油将油箱清理干净，加人N68(40#)机油至圆形油标中线。

轴承实验报告轴承实验报告引言在机械工程领域中，轴承是一种重要的机械元件，用于支撑旋转机械的轴。

它们承载着重要的机械负荷，同时也承受着摩擦和磨损。

为了确保轴承的可靠性和寿命，轴承的性能评估和实验测试是必不可少的。

本实验旨在通过测试不同类型的轴承，评估它们的性能和可靠性。

实验设计本次实验使用了两种常见的轴承类型：滚动轴承和滑动轴承。

滚动轴承是通过滚动元件（如钢球或滚子）来减小摩擦的，而滑动轴承则是通过润滑剂来减小摩擦。

实验过程中，我们将分别测试这两种轴承的摩擦系数、寿命和可靠性。

实验步骤1. 准备工作：清洁实验台面，确保实验环境清洁无尘。

2. 安装滚动轴承：将滚动轴承安装在实验设备上，并确保其能够自由旋转。

3. 测量摩擦系数：通过施加一定的力矩，使滚动轴承旋转，并使用力传感器测量所需的力。

根据所施加的力矩和测得的力，计算出滚动轴承的摩擦系数。

4. 测试寿命：通过连续施加一定的力矩和转速，观察滚动轴承的运行时间，直到其失效。

记录下滚动轴承的寿命。

5. 安装滑动轴承：将滑动轴承安装在实验设备上，并确保其能够自由旋转。

6. 测量摩擦系数：通过施加一定的力矩，使滑动轴承旋转，并使用力传感器测量所需的力。

根据所施加的力矩和测得的力，计算出滑动轴承的摩擦系数。

7. 测试寿命：通过连续施加一定的力矩和转速，观察滑动轴承的运行时间，直到其失效。

记录下滑动轴承的寿命。

实验结果与讨论通过实验，我们得到了滚动轴承和滑动轴承的摩擦系数和寿命数据。

根据数据分析，我们可以得出以下结论：1. 滚动轴承的摩擦系数较低，这是由于滚动元件的存在，可以减小接触面积和摩擦力。

2. 滚动轴承的寿命较长，这是由于滚动元件的分布，可以均匀分担负荷，减小磨损。

3. 滑动轴承的摩擦系数较高，这是由于润滑剂的存在，无法完全消除接触面积和摩擦力。

4. 滑动轴承的寿命较短，这是由于摩擦和磨损的积累，导致轴承失效。

结论通过本次实验，我们对滚动轴承和滑动轴承的性能和可靠性有了更深入的了解。

关于滚动轴承故障诊断方法的研究课程：学院：班级：指导教师：姓名：学号：完成日期：2015年12月15日目录第一章研究背景1进行滚动轴承故障检测与诊断的背景与意义 (01)1.1滚动轴承故障检测与诊断领域背景 (01)1.2进行滚动轴承故障检测与诊断的意义 (01)2常见的滚动轴承结构 (01)3常见的滚动轴承故障形式 (02)4滚动轴承故障监测与诊断的一般步骤 (03)4.1常见的滚动轴承故障信息获取方法 (04)4.1.1温度监测法 (04)4.1.2振动监测法 (04)4.1.3油液监测法 (04)4.1.4光纤监测法 (04)4.1.5声发射法 (05)4.2常见的滚动轴承故障特征提取方法 (05)4.2.1基于传统时域统计参数的特征提取 (05)4.2.2基于频域和时频分析特征提取 (05)4.2.3基于非线性参数的特征提取 (05)4.3常见的滚动轴承故障状态模式识别 (06)4.3.1人工神经网络 (06)4.3.2隐马尔可夫模型 (07)4.3.3支持向量机 (07)5常见的用于滚动轴承故障检测与诊断的传感器 (07)5.1传感器的灵敏度 (07)5.2滚动轴承故障诊断领域中用到的振动传感器 (08)5.3滚动轴承故障诊断领域中用到的加速度传感器 (08)5.4滚动轴承故障诊断领域中用到的压电式加速度传感器 (08)6常用的滚动轴承故障诊断与检测的分析方法 (09)6.1基于流行学习法的滚动轴承故障诊断和检测方法 (09)6.2基于无量纲指标与波谱分析的滚动轴承故障诊断方法 (10)6.3基于谱峭度及原子分解的滚动轴承故障诊断方法 (10)6.4基于模型辨识的滚动轴承故障诊断方法 (10)6.5基于EMD的滚动轴承故障灰色诊断方法 (11)6.6基于近邻元分析的滚动轴承故障诊断方法 (11)6.7基于LMD的滚动轴承故障诊断方法 (11)6.8基于BP神经网络的滚动轴承故障诊断方法 (12)6.9基于量子遗传算法和谱峭度法相结合的滚动轴承故障诊断方法 (12)6.10基于EMD和相关系数的希尔伯特振动分解滚动轴承检测方法 (12)6.11基于奇异谱分析和连续隐马尔可夫模型的故障诊断方法 (12)6.12基于改进的固有时间尺度分解和鲁棒回归变量预测模式诊断 (13)6.13基于多尺度模糊熵变预测模型的滚动轴承故障诊断方法 (13)7本文思路及容安排 (13)第二章滚动轴承故障检测与诊断1系统设计与滚动轴承故障信息获取 (14)2原始数据零均值化处理 (14)2.1数据零均值化的意义 (14)2.2时域中零均值化效果 (14)2.3频域中零均值化效果 (15)3滚动轴承故障诊断与检测分析方法 (16)3.1时域分析法 (16)3.1.1时域特征值提取 (18)3.1.2时域特征值归一化处理 (18)3.1.3时域特征比较 (21)3.2频域分析法 (21)3.2.1频域特征提取 (24)3.2.2频域特征值归一化处理 (26)3.2.3频域特征比较 (28)4滚动轴承故障诊断与检测模式识别 (29)4.1 BP神经网络 (30)4.2输入层、输出层和隐层的设计 (31)4.3 BP神经网络的识别和测试 (31)4.3.1数据预处理 (31)4.3.2神经网络识别 (32)4.3.3神经网络测试 (35)5误差分析与综合评价 (35)5.1方案设计与误差分析 (35)5.2综合评价 (35)6方案优化与能力提升思考 (36)6.1针对本文方案的优化 (36)6.1.1故障信息获取手段的优化 (36)6.1.2故障特征提取手段的优化 (36)6.1.3故障模式识别手段的优化 (38)6.2对成分复杂的原始振动信号进行分析 (38)6.3当需要精确判断故障发生的位置时 (38)第三章结束语参考文献 (39)附录MATLAB程序代码 (41)第一章研究背景一、进行滚动轴承故障检测与诊断的背景与意义1.1滚动轴承故障检测与诊断领域背景通过查阅文献[1]相关案例,可以很容易地得到一种结论：随着工业的发展进步，旋转机械日益向集成化、大型化、高速化和智能化的方向发展。

滚动轴承实验报告一、实验目的1、测定和绘制滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力。

2、观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况。

3、观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。

4、了解径向滑动轴承的摩擦系数f 的测量方法和摩擦特性曲线的绘制原理及方法。

二、实验原理1．左、右滚动轴承座可轴向移动，各装有轴向载荷传感器，可通过电脑或数显测试并计算单个滚动轴承轴向载荷与总轴向载荷的关系；2．右滚动轴承上装有8 个径向载荷传感器，可通过计算机或操作面板显示测绘滚动轴承在轴向、径向载荷作用下轴承径向载荷分布变化情况；3．通过电脑直接测量滚子对外圈的压力及变化情况，绘制滚动体受载荷变化曲线。

三、实验设备1. ZQ-GZ滚动轴承实验台2.滚动轴承：圆锥滚子轴承30310 深沟球轴承 63103.可移动的滚动轴承座：1对；4.滚动轴承、径向加载装置：1套；（作用点位置可在0~180mm内任意调节）；5.滚动轴承径向载荷传感器：精度等级：0.05量程：10000N，1个/台；6.轴向载荷传感器：量程：5000N，2个/台；四、实验内容及注意事项1.滚动轴承径向载荷分布及变化实验；测试在总轴向和径向载荷作用下，滚动轴承径向载荷分布及变化情况，并作出载荷分布曲线。

2.注意事项a)选定一对实验轴承,本实验装置提供向心球轴承和圆锥滚子轴承，每一种轴承有大小型号各一种出厂已装配好可任选一台.b)实验前首先调整好左右轴向受力支撑（称重传感器支座）位置，使端盖外伸与传感器刚好接触.c)静态实验需调节加载支座,使加载力的方向保持在一定角度，并保持空载。

d)将测力及传感器的检测点一一接至检测系统对应的接口e)打开电源,使检测系统处于工作状态.f)将检测系统与PC 机串行口相连,并打开分析界面.g)以上准备工作完成后，打开操作面板上的电源开关然后调零：i.通过系统软件测试界面上的“置零”，使得设备传感器调零注意：测试前请一定置零h)当17 个通道全部置零后，用手转动手轮加载到100Kg 以上，观察并记录各测量点数据.（记录滚动体经过弹片中点时的力值）。

电机轴承分析报告模板1. 引言电机轴承作为电机中重要的一个部件，其质量的好坏直接影响到电机的工作效率和寿命。

因此，在电机的选型和设计过程中，对轴承的选择和使用应高度重视。

本文将从轴承的分类、性能评估、故障分析等方面进行分析。

2. 轴承分类按照轴承的结构形式，可分为深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、锥形滚子轴承、轴承外球面球轴承等多种类型。

每种类型的轴承都有其特点和适用范围。

在电机的选择和设计中，应根据实际情况选用合适的轴承。

3. 轴承的性能评估轴承的性能评估是轴承设计的重要环节，其主要包括以下几个方面：3.1 载荷能力评估轴承的载荷能力是指其在工作时所能承受的最大载荷。

根据轴承的结构形式、材料和制造工艺等因素，其载荷能力也有所不同。

在轴承设计中，应根据工作条件和实际需求来评估其载荷能力，以确保电机的正常运转。

3.2 疲劳寿命评估轴承的疲劳寿命是指在不同的工作条件下，轴承在承受一定载荷时的寿命。

通过对轴承材料的疲劳试验，可以确定其疲劳寿命。

在轴承设计和使用过程中，应根据其疲劳寿命进行预测和评估，以及制定相应的检修计划，确保电机运转的安全可靠性。

3.3 噪声和振动评估轴承在运转时，由于内部摩擦力和载荷的作用，会产生一定的噪声和振动。

这些噪声和振动会影响电机的工作效果和寿命，因此应对其进行评估，并采取相应的控制措施。

4. 轴承故障分析轴承的故障主要包括疲劳破裂、表面疲劳、过载破坏、润滑不良等情况。

在轴承故障分析中，应根据实际情况，确定其故障模式和原因，并采取相应的维修和保养措施，以提高电机的可靠性和寿命。

5. 结论轴承作为电机中重要的部件，其选择和使用应高度重视。

在轴承的性能评估和故障分析中，应根据实际情况进行分析和评估，以确保电机的正常工作和运转。

一、实验目的1. 了解轴承的结构、类型和特点；2. 掌握轴承的安装、拆卸和调整方法；3. 熟悉轴承润滑和密封技术；4. 分析轴承失效原因，提高轴承的使用寿命。

二、实验内容1. 轴承结构分析（1）观察轴承外观，了解其结构组成；（2）分析轴承各部件的功能和作用；（3）比较不同类型轴承的结构特点。

2. 轴承安装与拆卸（1）学习轴承的安装方法，包括压入、套装、加热等；（2）掌握轴承的拆卸方法，如锤击、拉拔等；（3）练习轴承的安装与拆卸操作。

3. 轴承调整（1）了解轴承间隙的概念及调整方法；（2）学习轴承间隙的测量方法；（3）练习轴承间隙的调整。

4. 轴承润滑与密封（1）了解轴承润滑的目的和类型；（2）掌握轴承润滑剂的选用方法；（3）学习轴承密封技术的原理和种类；（4）观察密封件的结构和功能。

5. 轴承失效分析（1）分析轴承失效的原因，如磨损、疲劳、腐蚀等；（2）了解轴承失效的预防措施。

三、实验步骤1. 轴承结构分析（1）观察轴承外观，了解其结构组成；（2）分析轴承各部件的功能和作用；（3）比较不同类型轴承的结构特点。

2. 轴承安装与拆卸（1）学习轴承的安装方法，包括压入、套装、加热等；（2）掌握轴承的拆卸方法，如锤击、拉拔等；（3）练习轴承的安装与拆卸操作。

3. 轴承调整（1）了解轴承间隙的概念及调整方法；（2）学习轴承间隙的测量方法；（3）练习轴承间隙的调整。

4. 轴承润滑与密封（1）了解轴承润滑的目的和类型；（2）掌握轴承润滑剂的选用方法；（3）学习轴承密封技术的原理和种类；（4）观察密封件的结构和功能。

5. 轴承失效分析（1）分析轴承失效的原因，如磨损、疲劳、腐蚀等；（2）了解轴承失效的预防措施。

四、实验结果与分析1. 轴承结构分析通过观察和比较，我们了解了轴承的结构组成、各部件的功能和作用，以及不同类型轴承的结构特点。

2. 轴承安装与拆卸通过实际操作，我们掌握了轴承的安装与拆卸方法，提高了操作技能。

广州大学学生实验报告开课学院及实验室： 526室2015年12月26日学院机械与电气工程学院年级、专业、班机械121 姓名吴海明学号1207200014实验课程名称机械故障诊断技术成绩实验项目名称滚动轴承频谱分析及故障诊断指导老师郑文一、实验目的1、进一步熟悉常用信号分析仪器的使用；2、了解常规滚动轴承的结构、特征频率及安装；3、掌握滚动轴承的振动测量及分析方法。

通过运用振动分析手段，完成滚动轴承振动信号的测量及分析，从而提高学生进行数据采集、滚动轴承振动分析及状态评估、故障判断等方面的能力。

二、实验设备1、列出所用振动分析仪器、软件、传感器、温度测试仪器的名称、型号、用途等；●正常滚动轴承型号为：NTN6201●加速度传感器●Data line数据采集器；●ODYSSEY系统；2、振动试验台。

轴承故障模块：故障模块中使用的是6024轴承，并利用特殊方法对轴承进行了故障处理。

轴承模块也设计成方便安装的方式（如图所示），可以快速方便的安装在齿轮箱的输入轴上。

在轴承故障模块的顶部有一个英制螺孔（1/4”-28），用来安装传感器。

轴承模块安装图如下：1、齿轮箱体2、输入轴3、故障轴承4、轴承盖5、M8紧固螺钉6、压紧垫片7、轴承基座8、加载螺钉9、橡胶垫片图轴承故障模块安装示意图三、实验要求1.熟悉实验流程及安全操作要求，实验前正确校准系统。

2.实验过程要清楚各轴承所对应参数的故障频率测量。

3.实验后各轴承按次放回原来位置。

4、绘出振动试验台的结构简图，列出主要结构参数，如电机参数、轴承型号、传动比等。

5、画出测试系统的连接框图。

6、绘出振动试验台测点布置图，说明测量的位置、方向及传感器安装方法等。

7、计算各特征频率，如转速，不平衡、对中不良及轴承损坏等的特征频率。

四、实验操作过程1、仪器连接；2、测试参数选择，如频率范围（要求能测量滚动轴承的各主要频率成分）3、调整齿轮箱大齿轮的位置，使其处于非啮合状态。

滚动轴承的动态特性的实验研究滚动轴承的动态特性的实验研究摘要：研究了旋转条件下，不同参数对角接触球轴承的刚度和阻尼的影响。

由于原油粘度的依赖性的特点，轴向和径向预紧力对轴承动态特性有最显著的影响作用。

轴承部件的差温加热也可以是一个非常敏感的因素。

由此得出结论：轴承和外壳之间的结合面对装配轴承总的动态特性有显著的影响作用。

关键字：轴承，动态，结合面，预载一介绍滚动轴承在大部分的旋转机械中是使用最广泛的部件之一。

由于它们一直在轴和外壳之间的振动传输路径中，轴承的行为对设备的动态性能具有实质性的影响。

描述这种行为的关键因素是轴承的刚度和响应阻尼。

有关滚动轴承动态特性的知识有助于优化旋转机械的操作条件以使其增加可靠性和使用寿命，从而提高其经济效益。

关于这一领域有很少的实验数据。

Dareing和Johnson做过两个钢片连接处可用阻尼的相关实验。

他们的实验工作指示在接触表面的接口存在数量相当可观的由润滑剂产生的阻尼，并且阻尼随着润滑剂粘度的增加而增加。

Elsermants 等人摒弃径向和轴向轴承动态特性，但是他们提出一种试验方法来衡量一个圆锥滚子轴承的倾斜特性。

他们的工作总结了倾斜刚度和倾斜阻尼随着轴向预紧力的增加而快速的增加并随着转速的增加而缓慢的减小。

Walford和Stone等人测量了角接触球轴承的径向特性。

结果显示随着轴向预紧力及润滑剂粘度的增加，刚度增加并且阻尼减小，尽管随着力幅值和激励频率的增加刚度会减小阻尼会增加。

Kraus等人提出一种实验研究方法，在非对称转子试验台上增加两个深沟球轴承来研究在径向和轴向轴承阻尼中的速度、各种不同的预载荷以及轴承松动。

实验显示阻尼随着速度的增加而增加，尽管预载荷与径向和轴向方向上的阻尼有相反的效果。

根据Elsermans等人和Zeillinger等人的实验结果显示了对球轴承阻尼系数计算的相关实验工作。

在这些工作中，可能会注意到一点就是联合有助于阻尼性能并且界面阻尼很大程度上受外壳界面间隙的影响。