由于轴承本身原因所引起的轴承振动的六大原因
滚动轴承工作时的振动,除了由外界激振因素,如转子不平衡、不对中和结构共振等,引起之外,属于轴承本身原因所引起的振动主要有下列几种原因：
(1)轴承工作表面缺陷引起的振动。滚动轴承工作表面包括外图内滚道、内圆外滚道和滚动体表面。一般轴承的外圆固定,内圈转动。
滚动轴承可能由于润滑不良,载荷过大,轴承内落入异物,锈蚀等原因引起轴承工作表面的剥落、裂纹、压痕、腐蚀凹坑和胶台等离散型缺陷或局部损伤。当滚动体通过一个缺陷点时,就会产生一个冲击信号,轴承内产生的冲击能量可激起轴承零件以其固有频率振动。
由轴承局部缺陷所产生的冲击脉冲信号,其频率成分不仅包含有反应轴承故障特征的特征频率(即通过缺陷处的冲击频率),而且还包含有反映轴承元件自振频率的高频成分。
由于轴承的外圈固定,而内圈和滚动体转动。因此缺陷出现在不同的轴承零件上,所产生的振动信号是不同的。因为外圈是静止的,所以外圈滚道表面缺陷引起的振动信号不会出现信号调制现象。如图6-16(a)而内圈和滚动体是转动的,所以内圈滚道表面和滚动体表面缺陷引起的振动信号会产生信号调制现象。其调制频率为轴的转速频率或滚动体的公转频率,而载波频率为各自的特征频率,即通过缺陷处的冲击频率。内圈的冲击频率滚动体的冲击频率,如图6-16(b)、(c)所示。
图6-16 轴承元件损伤产生的振动信号
(2)滚动体通过载荷方向产生的振动。轴承在外载荷作用下,各滚动体的受力大小依据其位置不同是不相同的:最下面的滚动体受力最大,最上面的滚动体受力最小。轴在旋转过程中,各滚动体的位置循环变化,每个滚动体通过载荷中心线时,就会发生一次力的变化对轴颈或轴承座产生激振作用,这个激振频率就称为通过频率,通过频率可用下式表示
(3)装配不正确。如果轴承在轴上装歪或者转轴发生了弯曲,轴在旋转时相当于转了的角度不对中现象,表现出以转速频率广为特征的振动频率。但在滚动轴承中,由于轴的弯曲使轴承单方向受力,因此又具有滚动体通过频率f的特征,两者合成为±f,成为这种故降振动的主要频率成分。
(4)轴承内、外圈的加工波纹。滚动轴承内、外圈虽然是经过精加工,但是一些微小的加工波纹也会引起轴承的振动,振动频率与所处元件和波纹数有关。
(5)润滑不良。滚动轴承润滑不良时,滚动体在旋转中由于不能形成良好的油膜而发生金属间的清动摩擦,从而加速滚动体和滚道的磨损和装劳剥落。
(6)非线性振动。滚动轴承的滚动体和滚道的刚度很大,当润滑状态不良时,轴承容易出现非线弹性。
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