滚动轴承振动与噪声

推力球轴承推力球轴承是可分离型轴承,只能承受轴向载荷.单向轴承只能承受一个方向的轴向载荷,双向轴承能承受两个方向的交变轴向载荷.推力球轴承在工作中必须加以轴向予紧.它们主要适用于车床顶心,汽车离合器,减速机等.双向推力角接触轴承适用于机床主轴,单向推力角接触适用于丝杠支承.推力轴承分为推力球轴承和推力滚子轴承.推力球轴承又分为推力球轴承和推力角接触球轴承.由带滚道的垫圈与球和保持架组件构成与轴配合的滚道圈称做轴圈,与外壳配合的滚道圈称做座圈.双向轴承则将中圈与轴配合.单向轴承可承受单向轴向负荷,双向轴承可承受双向轴向负荷.座圈的安装面呈球面的轴承具有调心性能,可以减少安装误差的影响.此类轴承主要应用于汽车转向机构,机床主轴.推力滚子轴承分为推力圆柱滚子轴承,推力调心滚子轴承,推力圆锥滚子轴承,推力滚针轴承.推力圆柱滚子轴承主要应用于石油钻机,制铁制钢机械.推力调心滚子轴承该类轴承主要应用于水力发电机,立式电动机,船舶用螺旋桨轴,塔吊,挤压机等.推力圆锥滚子轴承此类轴承主要用途:单向:起重机吊钩,石油钻机转环.双向:轧钢机辊颈.平面推力轴承在装配体中主要承受轴向载荷，其应用广泛。

虽然推力轴承安装操作比较简单，但实际维修时仍常有错误发生，即轴承的紧环和松环安装位置不正确，结果使轴承失去作用，轴颈很快地被磨损。

紧环安装在静止件的端面上，即错误装配。

紧环内圈与轴颈为过渡配合，当轴转动时带动紧环，并与静止件端面发生摩擦，在受到轴向作用力(Fx)时，将出现摩擦力矩大于内径配合阻力矩，导致紧环与轴配合面强制转动，加剧轴颈磨损。

因此，推力轴承安装时应注意以下几点。

(1)分清轴承的紧环和松环(根据轴承内径大小判断，孔径相差O.1～O.5mm)。

(2)分清机构的静止件(即不发生运动的部件，主要是指装配体)。

(3)无论什么情况，轴承的松环始终应靠在静止件的端面上。

NTN圆锥滚子的类型:1.NTN单列圆锥滚子轴承:单列圆锥滚子轴承分为公制系列和英制系列两种。

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。

关于滚动轴承振动与噪声的相关性分析在工业生产中，各种机械设备的组成，都有轴承的运作，轴承的性能好坏对于机械设备的运转具有重要的影响。

在滚动轴承运行的过程中，会出现振动和噪声，对于轴承的性能和质量有所影响。

文章通过对滚动轴承振动与噪声的相关性进行分析，为轴承的有效运行提供了基础条件。

标签：滚动轴承；振动；噪声；相关性在如今的轴承应用中，振动与噪声已经成为了衡量轴承性能的主要标准之一，但是长久以来对于振动和噪声的相关性研究一直在继续，却没有一个统一的结论。

关于轴承振动与噪声的相关性在领域内一直都是备受瞩目并且争议不断的话题，说法莫衷一是。

下面谈一下个人的浅见，仅供参考。

1 振动与噪声的本质关系物体的振动是在一定的条件下进行的往复运动，在运动状态中，从极大值和极小值之间交替变化。

声音是物体在振动的过程中，当达到一定的条件时，通过一定的介质被人所感知，成为声音。

所以说有声音的物体都是在振动的，但是振动着的物体却不一定有声音，只有在一定的条件下才会产生声音。

而噪声是声音的一种，是一种不在规律范围内的，对于人来讲，从主观上或者是心里上不愿意接受的，称之为噪声。

所以说振动和噪声的逻辑关系可以理解为，有噪声就肯定是有振动，但是有振动不一定产生噪声，需要在特定的条件下才会有噪声。

2 轴承振动与噪声的特性轴承振动与噪声，既有一般机械振动与噪声的共性，又有其特性。

除了润滑、安装和使用过程中引起的振动与噪声之外，轴承本身具有以下振动与噪声特性。

2.1 轴承的振动特性2.1.1 轴承振动的原因非常复杂，振动形式有径向振动、轴向振动以及许多耦合振动。

2.1.2 由于轴承结构所致，其本身具有无法避免的固有振动：滚动体通过承载区振动；套圈受载弯曲变形振动。

2.1.3 在现有制造水平下，轴承振动主要与套圈滚道和滚动体的波纹度有关，而与圆度和表面粗糙度非显著相关。

2.1.4 轴承振动包含从低频到高频的各种频率成分的振动，即其振动频率是处处密实的。

轴承结构对振动与噪声的影响1.滚道声滚道声是由于轴承旋转时滚动体在滚道中滚动而激发出一种平稳且连续性的噪声，只有当其声压级或声调极大时才引起人们注意。

其实滚道声所激发的声能是有限的，如在正常情况下，优质的6203轴承滚道声为25～27dB。

这种噪声以承受径向载荷的单列深沟球轴承为最典型，它有以下特点：a.噪声、振动具有随机性；b.振动频率在1kHz以上；c.不论转速如何变化，噪声主频率几乎不变而声压级则随转速增加而提高；d.当径向游隙增大时，声压级急剧增加；e.轴承座刚性增大，总声压级越低，即使转速升高，其总声压级也增加不大；f.润滑剂粘度越高，声压级越低，但对于脂润滑，其粘度、皂纤维的形状大小均能影响噪声值。

滚道声产生源在于受到载荷后的套圈固有振动所致。

由于套圈和滚动体的弹性接触构成非线性振动系统。

当润滑或加工精度不高时就会激发与此弹性特征有关的固有振动，传递到空气中则变为噪声。

众所周知，即使是采用了当代最高超的制造技术加工轴承零件，其工作表面总会存在程度不一的微小几何误差，从而使滚道与滚动体间产生微小波动激发振动系统固有振动。

尽管它是不可避免的，然而可采取高精度加工零件工作表面，正确选用轴承及精确使用轴承使之降噪减振。

2.落体滚动声该噪声一般情况下，大都出现在低转速下且承受径向载荷的大型轴承。

当轴承在径向载荷下运转，轴承内载荷区与非载荷区，若轴承具有一定径向游隙时，非载荷区的滚动体与内滚道不接触，但因离心力的作用则可能与外圈接触，为此，在低转速下，当离心力小于滚动体自重时，滚动体会落下并与内滚道或保持架碰撞且激发轴承的固有振动和噪声，并且有以下特点：a.脂润滑时易产生，油润滑时不易产生。

当用劣质润滑脂时更易产生。

b.冬季常常发生。

c.对于只作用径向载荷且径向游隙较大时也易产生。

d.在某特定范围内也会产生且不同尺寸的轴承其速度范围也不同。

e.可能是连续声亦可能是断续声。

f.该强迫振动常激发外圈的二阶、三阶弯曲固有振动，从而发出该噪声。

锥形滚子轴承的振动与噪声原因分析锥形滚子轴承是一种常见的滚动轴承，广泛应用于各种机械设备中。

然而，随着机械设备的运行，锥形滚子轴承常常会出现振动和噪声问题，给设备的正常运行和使用带来困扰。

本文将从几个方面对锥形滚子轴承的振动和噪声原因进行分析，并提出相应的解决方法。

首先，锥形滚子轴承的振动和噪声问题可能与润滑不良有关。

如果润滑油不足或质量不合格，会导致轴承的运转不平稳，从而引发振动和噪声。

此外，如果润滑系统存在故障或管道堵塞等问题，也会对轴承的正常润滑造成影响，进而引起振动和噪声。

因此，解决这一问题的关键在于保证轴承的充分润滑和润滑系统的正常运行。

定期检查润滑油的充足程度和质量，清理润滑系统中的杂质，及时更换故障部件，可以有效减少振动和噪声问题的发生。

其次，锥形滚子轴承的振动和噪声也与轴承本身的质量和制造工艺有密切关系。

如果轴承的质量不达标或存在制造缺陷，其运转过程中会产生不均匀的力和应力分布，从而引起振动和噪声。

另外，如果安装不当或零部件配合间隙过大，也会导致轴承的振动和噪声增加。

因此，在选择和安装锥形滚子轴承时，要尽量选择品质可靠的产品，并保持合适的安装工艺和零部件配合间隙。

合理选择轴承润滑方式和使用轴承防尘罩等措施，可以有效减少振动和噪声问题。

此外，锥形滚子轴承的振动和噪声还与轴承的额定负荷和转速有关。

如果使用过大或过小的负荷，轴承的使用寿命将大大降低，从而带来振动和噪声问题。

同样，过高的转速也会引起轴承的振动和噪声增加。

因此，在实际应用中，要根据机械设备的运行要求和轴承的额定负荷和转速范围，合理选择和使用锥形滚子轴承，以避免振动和噪声问题的发生。

最后，锥形滚子轴承的振动和噪声还可能与外界环境和工作条件有关。

如果机械设备长期处于恶劣的环境中，如高温、潮湿或灰尘较多的条件下，轴承的振动和噪声问题将更加突出。

此外，如果工作条件不稳定或受到外界冲击和震动，也会对轴承的正常运转产生不利影响。

因此，要在设计和使用机械设备时，考虑到外界环境和工作条件的因素，采取相应的保护措施，如增加轴承的密封性、安装减震装置等，以减少振动和噪声的问题。

太原科技大学滚动轴承微动磨损的影响因素设计名称材料课程设计姓名 __________________________________班级 __________________________________学号 __________________________________指导教师评分等级2017年03 月16 日滚动轴承微动磨损的影响因素[ 摘要] 摩擦力矩是滚动轴承质量性能的一项重要影响系数。

它能够影响轴承的振动和噪声，而且影响轴承内的温度变化。

轴承运转中温度上升过大会引起润滑油变质和轴承因过热而损坏。

摩擦力矩同时还影响着主机的功耗，同时还关系着精密机械仪表动作和信息传递的准确性，例如陀螺仪轴承摩擦力矩的大小及其平稳性是影响惯性导航漂流率的一项重要因素。

一些特殊用途的轴承对摩擦力矩的要求更高。

迄今为止，关于滚动轴承摩擦力矩的研究已经取得了不错的进展，为轴承技术的发展提供了一定的指导和促进作用。

[ 关键词] 滚动轴承摩擦力矩不确定性非线性特征、摩擦力矩（一）摩擦力矩的介绍滚动轴承摩擦力矩是指滚动摩擦、滑动摩擦和润滑剂摩擦的总和产生的阻滞轴承运转的阻力矩。

静态力矩（也称启动力矩）是指滚动轴承两套圈从静止状态到开始相对转动的瞬间所需克服的摩擦阻力矩。

动态力矩是指轴承内外套圈相对转动时所需克服的摩擦阻力矩。

在测量时一般把最大力矩、平均力矩和力矩差作为评定轴承动态摩擦性能参数。

本课题主要研究动态力矩，它测量的是滚动轴承在旋转过程中的摩擦力矩值，表现为一个时间数据序列。

轴承各组件之间相互接触和运动，故滚动轴承在旋转过程中存在着摩擦阻力。

只要有摩擦就会损失能量，并且阻碍运动。

滚动轴承的摩擦主要由滚动体与套圈滚道之间的滚动摩擦与滑动摩擦；保持架与滚动体和套圈引导面之间的滑动摩擦（无保持架时为滚动体之间的滑动摩擦）；滚子端面与套圈档边间的滑动摩擦；润滑剂的粘性阻力；密封装置的滑动摩擦等方面组成，其大小取决于轴承的类型、尺寸、负荷、转速、润滑、密封等多种因素。

滚动轴承常见故障及故障程度诊断方法滚动轴承是一种常见的机械传动部件，广泛应用于各种设备和机器中。

然而，由于长期的运转和使用，滚动轴承可能会出现各种故障。

及早诊断并解决这些故障，可以提高设备的工作效率和寿命。

下面将介绍一些常见的滚动轴承故障以及相应的故障程度诊断方法。

1.磨损故障：磨损是滚动轴承最常见的故障之一、它可能是由于振动、超负荷、不当润滑或外部杂质等因素引起的。

磨损故障的特点是滚道、轴承座和滚珠表面的磨损或变形。

在诊断方面，可以使用肉眼观察滚道和滚珠表面的磨损情况，并通过手感判断是否存在磨损故障。

2.疲劳故障：疲劳是滚动轴承的另一种常见故障。

它通常是由高载荷、频繁起停、轴向冲击或轴承内部结构缺陷等因素引起的。

疲劳故障的特点是滚珠或滚道出现裂纹或剥落。

在诊断方面，可以使用显微镜观察滚珠和滚道表面的裂纹或剥落情况，或者进行动态振动分析以检测是否存在疲劳故障。

3.温升故障：温升是滚动轴承的常见故障之一，通常是由于不当润滑、过高的润滑脂粘度、轴承过紧或过松、内部结构问题等因素引起的。

温升故障的特点是轴承运行时温度升高。

在诊断方面，可以使用红外热像仪测量轴承温度，或使用测温仪对轴承不同部位进行温度测量，以判断是否存在温升故障。

4.噪声故障：噪声是滚动轴承常见的故障之一，通常是由于轴承松动、滚珠损坏、滚子不对中、不正确的润滑或外部冲击等因素引起的。

噪声故障的特点是轴承运行时产生噪声。

在诊断方面，可以使用听诊器或声音分析仪对轴承的运行声音进行监测和分析，以判断是否存在噪声故障。

5.润滑故障：滚动轴承的润滑是保证轴承正常运行的重要因素，不当的润滑可能会导致轴承故障。

润滑故障的特点是润滑油脂污染、量不足或过多、润滑脂分解或硬化等。

在诊断方面，可以通过观察润滑油脂的颜色、质地和气味来判断是否存在润滑故障。

除了上述常见的滚动轴承故障，还有一些其他故障，如过载、轴向偏移、振动等。

对于这些故障，可以使用适当的仪器和设备，如振动测量仪、位移传感器等进行诊断和监测。

轴承发响的30种原因正常运转的轴承声音1、轴承若处于良好的连转状态会发出低低的呜呜或嗡嗡声音。

若是发出尖锐的嘶嘶音，吱吱音及其它不规则的声音，经常表示轴承处于不良的连转状况。

尖锐的吱吱噪音可能是由于不适当的润滑所造成的。

不适当的轴承间隙也会造成金属声。

2、轴承外圈轨道上的凹痕会引起振动，并造成平顺清脆的声音。

大的金属噪音原因1：异常负荷，对策：修正配合，研究轴承游隙，调整与负荷，修正外壳挡肩位置。

原因2：安装不良，对策：轴、外壳的加工精度，改善安装精度、安装方法。

原因3：润滑剂不足或不适合，对策：补充润滑剂，选择适当的润滑剂。

原因4：旋转零件有接触，对策：修改曲路密封的接触部分。

规则噪声原因1：由于异物造成滚动面产生压痕、锈蚀或伤痕，对策：更换轴承，清洗有关零件，改善密封装置，使用干净的润滑剂。

原因2：（钢渗碳后）表面变形，对策：更换轴承，注意其使用。

原因3：滚道面剥离，对策：更换轴承。

不规则噪声11.轴承与轴的配合太松(轴的直径偏小或紧定套未旋紧)；12.轴承的游隙太小，旋转时过紧(紧定套旋紧得过头了)；13.轴承有噪声(滚子的端面或钢球打滑造成)；14.轴的热伸长过大(轴承受到静不定轴向附加负荷);15.轴肩太大(碰到轴承的密封件并发生摩擦)；16.座孔的挡肩太大(把轴承发的密封件碰得歪曲)；17.迷宫式密封圈的间隙太小(与轴发生摩擦)；18.锁紧垫圈的齿弯曲(碰到轴承并发生摩擦)；19.甩油圈的位置不合适(碰到法兰盖并发生摩擦)；20.钢球或滚子上有压坑(安装时用锤子敲打轴承所造成)；21.轴承有噪音(有外振源干扰)；声压信号，并经一定的分析方法提取其中的异常声成分，是异常声的直接测量方法。

（二）、振动检测法：是异常声的间接检测方法，又可分为定性检测法和定量参数检测法。

其中，定性检测法又分为监听异常声法和观察振动波形法。

定量参数检测法是指用被测轴承振动信号中与异常声有关的实测参数值如：振动的峰值，波峰因数来评价轴承的异常声。

西南交通大学本科毕业设计（论文）滚动轴承振动信号特性分析年级:2010级学号:**********:***专业:机械制造工艺及其设备****:***2014年 6月院系机械工程系专业机械设计制造及其自动化（机械制造）年级 2010级姓名刘元是题目滚动轴承振动信号特性分析指导教师评语指导教师 (签章) 评阅人评语评阅人 (签章) 成绩答辩委员会主任 (签章)年月日毕业设计（论文）任务书班级 2010机制1班学生姓名刘元是学号 20107151 发题日期：2014年 2月 24日完成日期： 6月 20日题目滚动轴承振动信号特性分析1、本论文的目的、意义：滚动轴承的优点众多，因此滚动轴承在工程实践中得到充分的应用。

但是滚动轴承有时的工作条件十分恶劣并且在机械设备中承载载荷、传递载荷。

滚动轴承损坏尤其是突然损坏不仅会导致机械设备的故障失效，甚至可能造成更为严重或许是灾难性的事故。

本论文主要针对滚动轴承振动信号进行研究，在对滚动轴承结构有一定了解的基础上，重点研究滚动轴承振动信号特点，并基于滚动轴承振动实测信号进行分析验证，掌握常见的信号谱分析方法，并尝试对滚动轴承零件故障进行分析。

2、学生应完成的任务（1）基于滚动轴承振动信号进行常见分析的分析方法，如时域分析、FFT分析、功率谱分析研究所实测振动信号，并得出相应结论。

（2）利用小波或其它信号分析方法研究所实测振动信号，并得出相应结论。

（3）利用MATLAB编制信号分析GUI，实现计算信号特征参数及实现简单的信号分析功能。

（4）完成毕业论文。

3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分了解滚动轴承的功能、构成 (2周) 第二部分了解滚动轴承常见的失效形式(2周) 第三部分基于实测滚动轴承振动信号利用功率谱等方法分析其特性 (4周) 第四部分利用典型时频分析方法分析滚动轴承振动信号特性并编GUI(6周) 第五部分论文撰写(2周) 评阅及答辩(2周)备注(1)CNKI关于滚动轴承故障分析的论文.（2）功率谱分析、小波分析、希尔伯特-黄变换有关书籍（3）matlab编程方面的书籍指导教师：年月日审批人：年月日摘要滚动轴承在工程实践中得到了充分的应用，但是滚动轴承却十分容易损坏。

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。

技术应用0 引言我国动车组具有运行速度高、连续高速运行里程长的特点，滚动轴承承受的动态载荷较大，容易出现轴承故障。

当前对动车组和客车车辆滚动轴承的检测主要依靠车载轴温报警装置进行在线监控和定期进行人工检查。

车载轴温报警装置主要监控轴承晚期故障，一旦出现轴温报警必须立即停车检查，严重影响行车秩序，造成巨大社会影响[1]。

定期人工检查无法及时监测轴承故障，而且受个人主观因素影响，容易出现故障漏检、漏判。

迫切需要采用先进技术及设备开展动车组和客车车辆滚动轴承早期故障检测和诊断，有效预防滚动轴承事故的发生。

目前，国内外在列车滚动轴承故障轨边声学诊断领域做的比较成熟的有美国TTCI和澳大利亚Track IQ公司，其研制开发的滚动轴承故障轨边声学诊断系统在全世界均有70多套应用。

2003年开始，我国与Track IQ等国外公司合作，引进了滚动轴承故障轨边声学诊断系统（Trackside Acoustic Detection System，TADS），为适应我国的铁路状况，逐步实现国产化。

试验过程中对TADS 的硬件进行了全面消化吸收，对软件进行联合开发，对系统的组网方式进行了改进，取得了良好效果[2]。

我国动车领域运用的LM滚动轴承故障轨边声学诊断系统（即LM系统），通过引进先进的动车组TADS系统并将其国产化，采用先进的轨边声学指向跟踪技术、声音频谱分析技术和计算机智能识别技术对动车组和客车车辆滚动轴承外、内圈滚道和滚动体裂纹、剥离、磨损及腐蚀等故障进行早期诊断及分级报警，适用于各型CRH系列动车组及客车车辆滚动轴承故障的在线动态检测。

1 滚动轴承故障及检测机理1.1 滚动轴承故障客车车辆滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成。

（1）内圈与轴相配合并与轴一起旋转。

动车组滚动轴承故障轨边声学检测技术及应用厉 浩：上海铁路局车辆处，工程师，上海，200071张 渝：西南交通大学，副教授，四川 成都，610031彭朝勇：西南交通大学，讲师，四川 成都，610031摘 要：滚动轴承是走行装置中的一个关键零部件，在列车运行过程中承受的动态载荷较大，容易出现轴承故障，对车辆运行产生重大影响。

轴承装配的质量指标和基本的要求滚针轴承装配的质量指标主要有：通用要求、精度公差、游隙值、振动与噪声、注脂量等。

轴承装配的基本要求是：在保证装配质量指标的前提下，使合套率最高。

1轴承通用要求轴承通用要求包括：残磁、表面质量、清洁度、旋转灵活性、包装等。

其中表面质量．包括标志、美观、粗糙度等，不允许有磕碰伤、裂纹、压伤、黑皮、毛刺、锈蚀等现象。

旋转灵活性，指经过合套装配后的成品轴承，转动起来应投有卡死、卡滞、骤停等不良现象。

2精度套差精度公差包括外形尺寸公差、形位公差和旋转精度公差。

尺寸公差、形位公差和旋转精度公差是指轴承装配成成品后，成品轴承的内径、内圈宽度、外径、外圈宽度、公称宽度、径向跳动、轴向跳动等技术参数，它是轴承性能的直接表现形式。

滚动轴承尺寸公差、形位公差和旋转精度已经被列为国家标准或行业标准，经过了科学分析和实际验证，这些参数的大小直接影响主机的安装和使用精度。

国家标准规定，轴承精度从低到高分为：P0、P6、P5、P4和P2级。

不同工况下选不同精度等级的轴承，而相应精度等级的轴承应满足国家标准或行业标准规定的相应精度技术参数的要求。

3轴承游隙轴承游晾依据测量方向的不同分为轴向游隙和径向游隙。

径向游隙是轴承内圈、外圈和滚动体组配的依据，是国家标准等规定中重要的技术质量要求项目，也是重要的检查项目。

从轴承应用氟寅来说，游隙也是重要的技术指标之一，轴承能否获得满意的性能．很大程度决定于其径向游隙。

从轴承的设计和使用方面可以将游隙分为：设计游隙、原始游隙、安装游脓和工作游隙。

轴承装配后达到的游脒是原始游隙，在主机安装后游隙又有变化，称为安装游黩(或叫配合游隙)，而轴承在实际运转过程中的游隙称为工作游隙。

轴承工作时，温升使内、外圈温差变化，会使安装游隙减少，同时，负荷作用使滚动体和套圈产生弹性变形，又会增大游隙。

一般情况下工作游隙略大于安装游隙，为了得到最满意的工作性能．应选择适宜的工作游隙。

滚动轴承的振动机理与信号特征（1） 中国设备管理网（2005-06-13）文章来源：中国设备管理网滚动轴承的振动可由外部振源引起，也可由轴承本身的结构特点及缺陷引起。

此外，润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动（噪声）源。

上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。

一、滚动轴承振动的基本参数1．滚动轴承的典型结构滚动轴承的典型结构如图1所示，它由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。

图1 滚动轴承的典型结构图示滚动轴承的几何参数主要有：轴承节径D：轴承滚动体中心所在的圆的直径滚动体直径d：滚动体的平均直径内圈滚道半径r1：内圈滚道的平均半径外圈滚道半径r2：外圈滚道的平均半径接触角α：滚动体受力方向与内外滚道垂直线的夹角滚动体个数Z：滚珠或滚珠的数目2．滚动轴承的特征频率为分析轴承各部运动参数，先做如下假设：(1)滚道与滚动体之间无相对滑动；(2)承受径向、轴向载荷时各部分无变形；(3)内圈滚道回转频率为fi;(4)外圈滚道回转频率为fO;(5)保持架回转频率（即滚动体公转频率为fc）。

参见图1，则滚动轴承工作时各点的转动速度如下：内滑道上一点的速度为：V i=2πr1f i=πf i(D-dcosa)外滑道上一点的速度为：V O=2πr2f O=πf O(D+dcosa)保持架上一点的速度为：V c=1/2(V i+V O)=πf c D由此可得保持架的旋转频率（即滚动体的公转频率）为：从固定在保持架上的动坐标系来看，滚动体与内圈作无滑动滚动，它的回转频率之比与d/2r1成反比。

由此可得滚动体相对于保持架的回转频率（即滚动体的自转频率，滚动体通过内滚道或外滚道的频率）fbc根据滚动轴承的实际工作情况，定义滚动轴承内、外圈的相对转动频率为一般情况下，滚动轴承外圈固定，内圈旋转，即：同时考虑到滚动轴承有Z个滚动体，则滚动轴承的特征频率如下：滚动体在外圈滚道上的通过频率zfoc为：滚动体在内圈滚道上的通过频率Zfic为：滚动体在保持架上的通过频率（即滚动体自转频率fbc）为：3.止推轴承的特征频率止推轴承可以看作上述滚动轴承的一个特例，即α＝90°，同时内、外环相对转动频率为轴的转动频率fr，此时滚动体在止推环滚道上的频率为：滚动体相对于保持架的回转频率为：以上各特征频率是利用振动信号诊断滚动轴承故障的基础，对故障诊断非常重要。