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齿轮减速机的滚动轴承冲击振动产生的原因及特点

编辑:正名机械发布时间:2020-06-03

       齿轮减速机滚动轴承出现故障时,在滚动体相对滚道旋转过程中,常会产生有规律的冲击,能量较大时,激励起外环固有频率,形成以外环固有频率为载波频率,以轴承通过频率为调制频率的固有频率调制振动现象。在齿轮箱的振动信号中出现下面一个振动分量。这一分量在频谱图上外环固有频率附近的中高频区产生一个明显的调制峰群。


       如果滚动轴承的内环、外环或滚动体有损伤,轴旋转时,这些零件在接触过程中会发生机械冲击,产生冲击脉冲变动幅度较大的力。这种冲击常会激起铀承内环、外环或滚动体的固有频率,其中滚动体的固有频率非常高,超出一般的振动加速度传感器能够测得的频率范围,所以对齿轮减速机中滚动轴承的故障诊断不能提供有效的信息,而有用的信息是轴承内、外环的固有频率。在轴承内、外环或钢球出现故障时,一般都会在轴承的内、外环固有频率附近出现边频带,时域信号反映为调制现象。载波频率(共振频率)不随转速而变化,调制频率是轴承的通过频率,一般比转频高得多。通常当滚动轴承出现一个或少数几个不连在一起的疲劳剥落坑时,产生滚动轴承的内、外环固有频率振动调制现象;当滚动轴承不是疲劳剥落坑,而是连成一片时,反而不出现振动调制现象,此时振动能量的变化大。齿轮减速机中滚动轴承故障时,其能量较齿轮产生振动的能量小得多,因而是诊断的难点。


       在齿轮减速机轴系中,一般滚动轴承内环与轴多为紧密的过盈配合,即轴与内环牢固地连为一体,要激励起其固有频率需较大的能量,且滚动轴承内环固有频率与自由状态下测得的或计算的频率完全不同。而外环与箱体轴承座之间的配合虽然也是过盈配合,但和内环与轴配合相比要松得多,且外环在工作中一直承受滚动体对其较大的压力,当读动轴承有故障时,外环与轴承鹿之间基本上完全松动,外环的固有频率与自由状态下测得的频率基本相等。由于外环松动且质量小,所以不仅外环或滚动体产生点蚀或疲劳剥落时会激起其固有频率,而且当内环有故障时,振动能量也会通过滚动体传至外环激励起其固有频率,所以齿轮箱中滚动轴承的载披频率一般为外环的各阶固有频率,而调制频率则为产生疲劳剥落元件(内环、外环或滚动体)的通过频率。我们在多次故障诊断实际开箱解体后都发现了这种外环松动现象 。在对齿轮箱进行大的检修时,如不更换轴承,有经验的检修人员都要将外环打毛,以增加外环与轴承座的摩擦,这也说明外环易松动。


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