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轴承故障发生的四个阶段,何时更换轴承最好?

2019-03-15 13:53:39

 

滚动轴承在旋转机械中应用最为广泛,同时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械的工作状态有很大影响,其缺陷会导致设备产生异常振动和噪声,严重时甚至损坏设备。对滚动轴承进行正确的状态监测及诊断,是现代化企业的设备优化管理及预知维修的一个重要方面。

滚动轴承故障发展的四个阶段:

对应滚动轴承的结构组成,滚动轴承有4种故障频率:滚动轴承保持架故障频率,滚动轴承滚动体故障频率,滚动轴承外圈故障频率,滚动轴承内圈故障频率。对于这些轴承故障频率的求取,有专门的数学计算公式,不过在实际工作中计算比较麻烦,较方便的方法是利用专门的软件获得,如美国罗克韦尔自动化公司的软件中就带有该功能插件,只要输入轴承型号及生产厂家等信息,就可得到对应的各种轴承故障频率。

第一阶段,即轴承开始出现故障的萌芽阶段,这时温度正常,噪声正常,振动速度总量及频谱正常,但尖峰能量总量及频谱有所征兆,反映轴承故障的初始阶段。这时真正的轴承故障频率出现在超声段大约20-60khz范围。

第二阶段,温度正常,噪声略增大,振动速度总量略增大,振动频谱变化不明显,但尖峰能量有大的增加,频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约500hz-2khz范围。

第三阶段,温度略升高,可耳听到噪声,振动速度总量有大的增加,且振动速度频谱上清晰可见轴承故障频率及其谐波和边带,另振动速度频谱上噪声地平明显升高,尖峰能量总量相比第二阶段变得更大、频谱也更加突出。这时的轴承故障频率出现在大约0-1khz范围。建议于第三阶段后期予以更换轴承,那么此时应该已经出现肉眼可以看到的磨损等滚动轴承故障特征。

第四阶段,温度明显升高,噪声强度明显改变,振动速度总量和振动位移总量明显增大,振动速度频谱上轴承故障频率开始消失,被更大的随机的宽带高频噪声地平取代;尖峰能量总量迅速增大,并可能出现一些不稳定的变化。绝不能让轴承在故障发展的第四阶段中运转,否则将可能发生灾难性破坏。

根据研究结果,一般的,如果滚动轴承的整个使用寿命是那么从轴承安装投入使用时计起,在它的前>80%寿命时间段内,轴承是一切正常的。而接下来对应滚动轴承故障发展,其剩余寿命在第一阶段为10% ~>20%L10,第二阶段为5%-10%L10,第三阶段为1%~5%L10,第四阶段约为1h或者1%L10。

因此,在实际工作中面临轴承问题时,考虑到轴承故障发展的第四阶段具有不可预见的突发危害性,建议于第三阶段后期予以更换轴承,这样既可以避免故障的扩大和更严重事故的发生,又能尽量保证滚动轴承的使用寿命,并且根据此时轴承上也已经出现肉眼可以看到的磨损、零部件损坏等滚动轴承故障特征,比较有说服力。至于轴承故障发展的第三阶段后期的识别,则需要依据上述理论特征再结合实际的温度、噪声、速度谱、尖峰能量谱、速度和尖峰能量的总量趋势及实际经验予以综合考虑。

轴承报修时机的确定方法

轴承是否应予报修的具体判断方法,即轴承已获充分利用而临近破坏出现的具体判断方法如下:

1)利用轴承工作状态监控仪器

利用诸如铁谱仪或SPM或I-ID—1型轴承工作状态监控仪器来判断轴承的工作状态和决定轴承何时应予报修,这是最方便也较可靠的方法。.

例如当使用HD—1型仪器时,当指针由警告区接近危险区,而在采取改进润滑等措施后指针并未返回时,便可判明是轴承本身的问题,此时可趁尚未进入危险区时,将轴承报修。究竟距危险区多远开始报修,可由经验调整。

利用这样的仪器,可以充分利用轴承工作潜力,及时将轴承报修,并可避免故障发生,是安全而经济的。

2)利用简单工具监听

在不具备上述仪器的场合,操作人员可以手持圆棒或扳手等工具抵触最接近轴承的机器外壳部位,将耳朵耻于工具上监听由工具传来的轴承运转声,当然使用医用听诊器改装也可以。

正常的轴承运转声应当是均匀,平稳不刺耳的声音,而不正常的轴承运转声则有各式各样的断续,冲击性或刺耳的声音.首先要习惯于正常的轴承运转声,然后就能把握判断不正常的的轴承运转声,而后通过实践经验的累积,又进一步能分析出什么样的不正常声音对应于什么样的轴承不正常现象。


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