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標題: 滾動軸承故障的產(chǎn)生及診斷方法 [打印本頁]

作者: tnt201 時間: 2008-11-17 17:32
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作者: 黃易 時間: 2009-4-18 11:44
《滾動軸承故障的產(chǎn)生及診斷方法》word內(nèi)容

1 引言軸承作為機車的主要部件，特別是牽引電機,、軸箱軸承,，其功能對安全運輸起著舉足輕重的作用，機車在線上運行時,，一旦軸承發(fā)生故障,，將導致整列列車不能運行，堵塞運輸正線,，特別是客運列車發(fā)生故障,，造成的負面影響就更大，同時一旦機車軸承發(fā)生故障,，對機車的搶修也是十分困難的,，因此預防和減少機車軸承故障的發(fā)生，對于機車的安全運輸就顯得十分重要,，能不能在軸承裝車前將有故障隱患的軸承檢測出來,，保證合格的軸承配件上車是本文論述的重點。
2 軸承的故障軸承的嚴重損壞往往不是單一的原因引起的,，而是在幾方面綜合作用下,，在惡劣的運行條件下產(chǎn)生惡性循環(huán)，導致軸承的嚴重燒損,，因此在事故發(fā)生后,，往往很難判斷是由何種原因所致，也就給我們制定相關(guān)的措施帶來一定的困難,，為討論方便,，先從幾個方面進行分析軸承發(fā)生故障的原因。
2.1 軸承的非正常磨耗
2.1.1 當軸承運用一段時間后,，軸承內(nèi)圈,、滾動體,、保持架、外圈,、滾道等產(chǎn)生一定的缺陷,、傷痕，造成軸承的潤滑不良,，引起軸承的發(fā)熱,，長時間的發(fā)熱，會導致：（1）軸承潤滑油的稀釋,。（2）加速材質(zhì)的疲勞,，硬度下降。由于以上原因,，而進一步形成惡性循環(huán),，加速過熱而使軸承燒損。嚴重的軸承內(nèi)圈位移,，滾動體失圓,，沖撞生熱，最終熔接在一起,。因此在線上運行時,，如發(fā)現(xiàn)軸承嚴重發(fā)熱、冒煙時,，不要停車,，而應維持運行到前方站，因為此刻過熱軸承處于熔化狀態(tài),，一旦停車冷卻后就再不能行走,，堵塞正線。
2.1.2 對機車軸承的給油保養(yǎng)十分重要,，特別是給軸承適量的加油能保證軸承有良好的潤滑作用,，缺油和加油過多也都很容易造成軸承故障，油加少了容易造成軸承潤滑不良而發(fā)熱,，加多了也容易造成攪拌過熱,，因此在保養(yǎng)中給油要適當，同時軸承的潤滑油脂的清潔也十分重要,，一旦油脂中掉入其它的雜質(zhì)和水分,，都會影響正常的游隙和建立必須的油膜。
2.1.3 軸承的使用時間過長,，超過軸承的使用壽命而容易造成材質(zhì)的疲勞,，加上強烈的沖擊作用而使材質(zhì)變形，使得滾子,、滾道面產(chǎn)生剝離,、碾片,，從而造成潤滑不良和振動加大。
2.2 安裝對軸承的影響
2.2.1 軸承內(nèi)圈與軸的配合間隙過盈量不符,，也很容易造成軸承故障,，過盈量大,，很容易造成軸承內(nèi)圈因過大的張應力而崩裂,，過盈量過小，也很容易造成軸承內(nèi)圈“弛緩”,。
2.2.2 軸承組裝配合游隙配合不當,，也容易造成軸承故障，游隙小很容易造成滾子和滾道摩擦發(fā)熱,，隨著溫度的不斷上升,，軸承內(nèi)圈、滾動體,、保持架,、外圈、端蓋的溫度并不相同,，相互之間存在著溫差,，因而膨脹量也略有不同，也就造成配合間隙的進一步減少,，加據(jù)軸承的生熱,。間隙過大，滾子的振動加大,，加劇滾子和滾道的沖擊,，同時也易造成內(nèi)部負荷分布不均，承載滾子減少,，中央滾子負荷過大,。
2.2.3 組裝軸承時不按工藝要求，用銅錘沖擊軸承,，造成保持架變形,，牽引電機軸承內(nèi)外圈安裝不正確或其它原因而使軸向橫動量消失，造成軸承軸內(nèi)擠死,。機車滾動軸承故障的產(chǎn)生及診斷方法(二)
3 軸承故障的檢測診斷目前國內(nèi)采用檢測軸承故障的手段大致有測量溫度,、噪聲及振動參數(shù)的方法，利用測量溫度,、噪聲的方法比較簡便,，但缺乏有效的預防作用，一旦在運行中軸承溫度過高和噪聲很大,，一般都認為機車軸承都已達到比較嚴重的損壞程度,。而利用測量振動參數(shù)的方法,，是當機車在中小修時對軸承進行檢測，由于在檢測中獲取和采集信息比較方便簡單,，比較適用中修段推廣使用,，是一種既簡便又實用的檢測方法。
3.1 機車軸承的診斷方法機車軸承的方法主要有兩種：（1）機車軸承的簡易診斷,，（2）機車軸承共振解調(diào)譜分析技術(shù)-----精密診斷,。
3.1.1簡易診斷，就是在振動檢測中一般是通過測試某些振動參數(shù)的大小,，與標準值（門限值）比較來判斷軸承的狀態(tài),，在對機車軸承的簡易診斷中，主要選擇了時域波峭度系數(shù)參數(shù)的KV,、,、、加速度有效值參數(shù)Xrms兩個指標來作為故障判斷參數(shù),，其中峭度指標KV是無量綱參數(shù),，對軸承的早期故障敏感，而對運行工況不敏感,，當軸承齒面工作表面出現(xiàn)故障時,，每轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生工作面缺陷處的沖擊脈沖，故障越大,，沖擊響應幅值越大,，KV值上升越快，但隨著軸承故障后期的嚴重劣化而KV值則有所下降,，而有較值則相反,，它對早期故障不夠敏感，但隨著軸承故障不斷劣化而上升,，穩(wěn)定性較好,。總之,，要取得簡易診斷的可信較果,，同時應用峭度系數(shù)與有較值是合適的，它兼顧了診斷參數(shù)敏感性與穩(wěn)定性,。牽引電動機軸承地面檢測門限值東風4機車軸箱軸承頂輪檢測門限值簡易診斷有比較好的一面,，但也存在許多的不足之處，當軸承進行簡易診斷時,，會出現(xiàn)以下幾種情況,；（1）軸承參數(shù)超值有故障，但不能確定其故障部位,，（2）軸承本身無故障而是由于在組裝時造成的故障,，（如轉(zhuǎn)子動不平衡,、軸不對中碰磨等）。（3）傳感器置于機座時,，測得的故障信號有強有弱（內(nèi)圈最小,、滾子較強、外圈較大）,，這樣按參數(shù)判會產(chǎn)生誤差,。通過以上三種情況分析，簡易診斷沒有判定軸承元件故障的方法,，不能解決“視情維修”的問題,，因此軸承診斷僅通過簡易診斷判斷有無故障是不夠的,，必須進行精密診斷,。
3.1.2 精密診斷當軸承表面損傷，如疲勞剝離,、局部磨損,、表面腐蝕等故障時，軸承及滾動休旋轉(zhuǎn)就會輪番碾壓這些表面損傷處,，高速的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)會使這種碾壓產(chǎn)生沖擊,，這種故障沖擊引起的縱波在材料尚未發(fā)生形變之前就以聲速向外發(fā)射，有著陡峭的前沿波形和極其豐富的頻譜,，隨著材料內(nèi)部阻尼作用下,，沖擊發(fā)生的縱波急劇衰減，因此使傳感器接收到?jīng)_擊力脈沖信號,。這種沖擊力脈沖波形近似于矩形,，該矩形脈沖的故障頻率極其寬闊，而軸承系統(tǒng)和各類傳感器的固有頻率很低,，所以軸承系統(tǒng)和各類傳達室感器的固有頻率被故障沖擊脈沖頻率所覆蓋,，故障頻率激起軸承系統(tǒng)和各類傳感器共振，用通帶濾波器濾除不需要的低,、高頻噪聲（如機械振動等各類噪聲）僅使故障沖擊脈沖激起軸承外圈或傳感器共振響應波形通過,，并將低頻故障沖擊信號放大并提高為振動系統(tǒng)的較高頻率的響應衰減振蕩，包絡(luò)解調(diào)則將這一較高頻率響應再放大為展開的低頻信號,，經(jīng)過頻率分析儀變換為低頻譜,，也就是解調(diào)譜。
4 機車軸承診斷案例下面的案例是2002年元月27日東風7D0034機車第四位左側(cè)軸箱軸承檢測出的故障案例,，該軸承型752732,。使用JL-501軸承檢測臺檢測，轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分,。時域波形檢測出的診斷參數(shù),，峭度系數(shù)為6.63,而且高峭度也嚴重超標,，因此檢測結(jié)果為不合格。同時細化譜圖中看出解調(diào)譜所示峰值為60HZ,，且1,、2、3階峰值間隔均為60HZ ,，按照機車軸承故障頻率表中計算出軸承故障部位的頻率：500×0.12=60HZ ,，從表中查出故障部位為軸承外圈，在隨后分解軸承中發(fā)現(xiàn)外圈滾道有點蝕碾壓痕跡,。

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