轴承失效分析方法
轴承失效分析方法
在分析轴承失效的过程中，往往会碰到许多错综复杂的现象，各种实验结果可能是相互矛盾或者主次不清，这就需要经过反复实验、论证，以获得足够的证据或反证。只有运用正确的分析方法、程序、步骤，才能找到引发失效的真正原因。
一般情况下轴承失效分析大体可分为以下三个步骤：失效实物和背景资料的收集、对失效实物的宏观检查和微观分析。
1.失效实物和背景材料的收集
尽可能地收集到失效事物的各个零件和残片。充分了解失效轴承的工作条件、使用过程和制造质量等。具体内容包括：
（1）主机的载荷、转速、工作状况等轴承的设计工作条件。
（2）轴承及其相关部位其他零件的失效情况，轴承失效的类型。
（3）轴承的安装运转记录。运转使用过程中有无不正常操作。
（4）轴承工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。
（5）轴承工作的实际转速及不同转速出现的频率。
（6）失效时是否有温度的急剧增加或冒烟，是否有噪声及振动。
（7）工作环境中有无腐蚀性介质，轴承与轴颈间有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。（8）轴承的安装记录（包括安装前轴承尺寸公差的复验情况），轴承原始间隙、装配和对中情况，轴承座和机座刚性如何，安装是否有异常。
（9）轴承运转是否有热膨胀及动力传递变化。
（10）轴承的润滑情况，包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等，并收集其沉淀物。
（11）轴承的选材是否正确，用材质量是否符合有关标准或图样要求。
（12）轴承的制造工艺过程是否正常，表面是否有塑性变形，有没有表面磨削烧伤。（13）失效轴承的修复和保养记录。
（14）同批或同类轴承的失效情况。
在收集实际背景材料工作中，全部满足上述要求是很难的。但收集到的资料越多，无疑会更有利于得到正确的分析结论。
2.宏观检查
对失效轴承进行宏观检查（包括尺寸公差测量和表面状态检查分析），是失效分析最重要的环节。总体的外观检查，可了解轴承失效的概貌和损坏部位的特征，估计造成失效的起因，察看缺陷的大小、形状、部位、数量和特征，并截取适当部位做进一步的的微观检查和分析。宏观检查的内容包括：
（1）外形和尺寸的变化情况（包括测振分析、动态函数分析和滚道圆度分析）。
（2）游隙的变化情况。
（3）是否有腐蚀现象，在什么部位，是什么类型的腐蚀，是否与失效直接有关。
（4）是否有裂纹，裂纹的形态和断口性质如何。
（5）磨损是什么类型的，对失效有多大作用。
（6）观察轴承各零件工作表面变色的情况和部位以确定其润滑情况和表面温度效应。（7）对失效特征区主要观察有无异常磨损、外来颗粒嵌入、裂纹、擦伤和其他缺陷。（8）冷酸洗法或热酸洗法检验轴承零件原始表面有无软点、脱碳层和烧伤，特别是表面磨削烧伤。
（9）用X射线应力测定仪器测量轴承工作前后的应力变化情况。
宏观检查的结果，有时可基本判断失效的形式和原因，但要进一步确定失效的性质，还必须
取得更多的证据，做微观分析。
3.微观分析
失效轴承的微观分析包括光学金相分析、电子显微镜分析、探针和电子能谱分析等。主要是根据失效特征区的微观组织结构变化和对疲劳源、裂纹源的分析为失效分析提供更充分的判据或反证。微观分析中最常用、最普遍的方法是光学金相分析和对表面硬度检测。分析的内容应包括：
（1）材料质量是否符合有关标准和设计要求。
（2）轴承零件的基本组织和热处理质量是否符合有关要求。
（3）表层组织是否存在脱碳层、托氏体和其他表面加工变质层。
（4）测量渗碳层等表面强化层和多层金属各层组织的深度，腐蚀坑或裂纹的形态与深度，并根据裂纹的形状和两侧组织特征确定裂纹产生的原因及性质。
（5）根据晶粒大小、组织变形、局部相变、重结晶、相聚集等判断变形程度、温升情况、材料种类及工艺过程等。
（6）测量基本硬度、硬度均匀性及失效特征区的硬度变化。
（7）断口观察与分析。用扫描电子显微镜定性分析和测量观察断口。
（8）电子显微镜、探针和电子能谱在疲劳源和裂纹源分析中能测出断口的成分，发现断口的性质和断裂的原因。
以上介绍的轴承失效分析一般方法的三个步骤是一个由表及里逐步深入的分析过程。具体每一步骤中包含的内容应根据轴承失效的类型和特点，视具体情况取舍，但分析步骤是缺一不可的。而且在整个分析过程中，分析结果应始终与影响轴承失效的诸多因素联系起来，综合考虑。
滚动轴承常见的失效形式及原因
滚动轴承常见的失效形式及原因分析 滚动轴承在使用过程中由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产 生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、 电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面． 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部
（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下： A、制造因素 1、产品结构设计的影响：产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。 2、材料品质的影响：轴承工作时，零件滚动表面承受周期性交变载荷或冲击载荷。由于零件之间的接触面积很小，因此，会产生极高的接触应力。在接触应力反复作用下，零件工作表面将产生接触疲劳而导致金属剥落。就材料本身的品质来讲，其表面缺陷有裂纹、表面夹渣、折叠、结疤、氧化皮和毛刺等，内部缺陷有严重偏析和疏松、显微孔隙、缩孔、气泡、白点、过烧等，这些缺陷都是造成轴承早期疲劳剥落的主要原因。
失效分析论文 2
滚动轴承的失效分析及预防 摘要：滚动轴承是现代机械传动中重要的基础部件之一。它也是极易造成破坏的一种机械零件。滚动轴承的好坏将直接影响到生产的顺利进行。因此对滚动轴承的失效原因进行分析对于设备的使用及维护都有着非常重要的指导意义。 关键词：滚动轴承；失效分析；维护 一、概述 滚动轴承是旋转机械中的重要零件。滚动轴承由于摩擦系数小，启动阻力小及对润滑剂粘度敏感性低，运动精度高，成本低等优点，而且它正标准化，选用润滑、维护都很方便，因此在一般机械中应用极为广泛。但是它同时也具有承受冲击能力差，滚动体上载荷分布不均匀等缺点，因此在机械生产中常会出现轴承的磨损、刮伤、胶合，产生噪声，甚至整个轴承烧伤等现象。这将影响到整个企业的正常生产工作，严重时可能会带来巨大的经济损失。因此分析滚动轴承的失效原因及寻找有效的预防措施就显得尤为重要。 二、滚动轴承的失效分析 2.1轴承的疲劳剥落 轴承的内外滚道和滚动体表面在正常工作状态下既承受载荷又产生相对滚动，同时轴承又受到轴向载荷和径向载荷，在周期性的交变载荷的作用下，产生交变应力，这个应力循环次数越来越多，达到一定数值后轴承表面会出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，裂纹会受到应力作用和润滑油的侵蚀，当裂纹向轴承衬和衬背结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落，产生的剥落周边不规则，由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。另外疲劳磨损引起表面金属小片状脱落，在轴承表面形成一个个麻坑，当麻坑尺寸大时，麻坑成为下凹的舌状，或成椭圆形。麻坑附近有明显的塑性变形痕迹，塑性变形中金属的流动的方向与摩擦力的方向一致。在麻坑的前沿和坑的根部，还有多处明显发展的表面疲劳裂纹和二次裂纹。疲劳剥落是轴承失效的主要形式，当出现疲劳失效后，会造成较强烈的振动、噪声和发热现象。 2.2轴承的磨损失效 轴承的滚道和滚动体之间相对运动产生摩擦导致其表面金属不断磨损而产生失效。滚动轴承常见的磨损失效形式主要有粘着磨损和磨料磨损。粘着磨损是由于在两个配合面上局部应力很高，使之产生严重的塑性变形，并产生牢固的粘合或焊合。当摩擦副表面发生粘合后，如果粘合出处的结合强度大于基体的强度，剪切撕脱将发生在相对强度较低的金属亚表层，
滚动轴承故障诊断与分析..
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing 学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿
摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，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器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。 关键词：滚动轴承故障诊断振动 Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％ 是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。如何准确判断出它的末期故障是非常重要的，可减少不必要的停机修理，延长设备的使用寿命，避免事故停机。滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的，因而对作为运转机械最重要件之一的轴承，进行状态检测和故障诊断具有重要的实际意义，这也是机械故障诊断领域的重点。 一滚动轴承故障诊断分析方法 1滚动轴承故障诊断传统的分析方法 1.1振动信号分析诊断 振动信号分析方法包括简易诊断法、冲击脉冲法（SPM法）、共振解调法（IFD 法）。振动诊断是检测诊断的重要工具之一。 （1）常用的简易诊断法有：振幅值诊断法，反应的是某时刻振幅的最大值，适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；波峰因素诊断法，表示的
滚动轴承故障诊断分析
滚动轴承故障诊断分析 学院名称：机械与汽车工程学院专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名：
摘要 滚动轴承故障诊断 本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述， 关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征； ABSTRACT ： The Rolling fault diagnosis In the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this pa
滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则
1.滚动轴承的受力分析 滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。 图6滚动轴承径向载荷的分析图7角接触轴承的载荷作用中心 2.滚动轴承的载荷计算 （1）滚动轴承的径向载荷计算 一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。 角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。 接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力 1)滚动轴承的轴向载荷计算 当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。 角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。按一半滚动体受力进行分析，有 FS ≈ 1.25 Frtan α(1) 计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。 表-5 角接触轴承附加轴向力公式 轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承
轴承失效分析
轴承失效分析 轴承型号：6206-2Z/C3 6208-2Z/C3 6306-2Z/C3 客户反映问题：轴承在安装上电机以后试运行，发现轴承运转噪音过大。 失效轴承数量：6206-2Z/C3 18套 6208-2Z/C3 2套 6306-2Z/C3 1套 发现失效时间：2018年4月7日 现场查看并拿回样品时间：2018年4月8日 在此日期之间或者之后均无异常。 （当轴承高速运行时，轴承内会频繁发生过度碾压，因此有可能会产生高频噪声。这被视为“轴承噪声”，实际上它是由轴承产生的振动或周围结构传递的振动导致的声音。周围结构还可能会减弱或放大噪声的特性。） 由于SKF轴承出厂前均经过振动噪音测试，且为100%检验，因此不存在噪音质量问题。 轴承的振动级别与适用范围 一.轴承的振动级别： 1、轴承振动（加速度）分为Z、Z1、Z 2、Z3四个等级（μm/s）； 2、轴承振动（速度）分为V、V1、V2、V 3、四个等级（dB）。 二.适用范围： 1、Z、V级适用于轴承制造厂家对标准规定范围内的深沟球轴承振动检验用； 2、Z1、V1级适用于对轴承振动有一般要求的轴承成品检验； 3、Z2、V2级适用于Y系列电机及相应要求的其他电机轴承； 4、Z3、V3级适用于对振动有严格要求时。 我公司与SKF上海工厂沟通后将18套6206-2Z/C3；2套6208-2Z/C3；1套6306-2Z/C3送检。 经过检测：6208-2Z/C3 2套轴承噪音超标； 6306-2Z/C2 1套轴承噪音超标； 6206-2Z/C2 3套轴承噪音超标，15套轴承噪音达标。 将轴承防尘盖打开后清洗润滑脂重新注油后检测，上述21套轴承噪音均在正常范围内。 其中2套6208-2Z/C3轴承防尘盖上有明显凹痕或防尘盖没有压入到位（如图1），在拆卸防尘盖后得检测中噪音达标，推断为轴承防尘盖形变导致的噪音超标。
滚动轴承故障诊断频谱分析报告
滚动轴承故障诊断1（之国外专家版） 滚动轴承故障 现代工业通用机械都配备了相当数量的滚动轴承。一般说来，滚动轴承都是机器中最精密的部件。通常情况下，它们的公差都保持在机器的其余部件的公差的十分之一。但是，多年的实践经验表明，只有10%以下的轴承能够运行到设计寿命年限。而大约40%的轴承失效是由于润滑引起的故障，30%失效是由于不对中或“卡住”等装配失误，还有20%的失效是由过载使用或制造上缺 陷等其它原因所致。 如果机器都进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承润滑良好，那么机器运行就会非常可*。机器的实际寿命也会接近其设计寿命。然而遗憾的是，大多数工业现场都没有做到这些。因此有很多轴承都因为磨损而永久失效。你的工作是要检测出早期症状并估计故障的严重程度。振动分析和磨损颗粒分析都是很好的诊断方法。 1、频谱特征 故障轴承会产生与1X基频倍数不完全相同的振动分量——换言之，它们不是同步的分量。对振动分析人员而言，如果在振动频谱中发现不同步分量那么极有可能是轴承出现故障的警告信号。振动分析人员应该马上诊断并排除是否是其它故障引起的这些不同步分量。 如果看到不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损相关。如果同时还有谐波和边频带出现，那么轴承磨损的可能性就非常大——这时候你甚至不需要再去了解轴承准确的扰动频率。 2、扰动频率计算 有四个与轴承相关的扰动频率：球过内圈频率（BPI）、球过外圈频率（BPO）、保持架频率（FT）和球的自旋频率（BS）。轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径和接触角。其中，BPI 和BPO的和等于滚珠/滚柱的数量。例如，如果BPO等于3.2 X，BPI等于4.8 X，那么滚珠/滚柱 的数量必定是8。
滚动轴承的几种失效形式
滚动轴承的几种失效形式 滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有磨损、腐蚀、蠕动、烧伤、电蚀、尺寸变化。 一、磨损 在力的作用下，两个相互接触的金属表面相对运动产生摩擦，形成摩擦副。磨擦引起金属消耗或产生残余变形，使金属表面的形状、尺寸、组织或性能发生改变的现象称为磨损。 磨损过程包含有两物体的相互作用、黏着、擦伤、塑性变形、化学反应等几个阶段。其中物体相互作用的程度对磨损的产生和发展起着重要的作用。 磨损的基本形工有：疲劳磨损、黏着磨损、磨料（粒）磨损、微动磨损和腐蚀磨损等。 产生磨损的主要原因： A、异物通过了密封不良的装置（或密封圈）进入了轴承内部。 B、润滑不当。如润滑油中的杂质未过滤干净、润滑方式不良、润滑剂选用不当、润滑剂变质等。 C、零件接触面上的材料颗粒脱离， D、锈蚀。如，由于轴承使用温度变化产生的冷凝水、润滑剂中添加剂的腐蚀性特质等原因形成的锈蚀。 实际中多数磨损属于综合性磨损，预防对策应根据磨损的形式和机理分别采取措施。 对于微动磨损，可以采用小游隙或过盈配合来减少使用过程中的微动磨损；可在套圈与滚动体之间采用稀润滑剂润滑或分别包装来减少运输过程的微动磨损；另外，轴承应放在无振动环境下保管，或将轴承内外圈隔离存放可以防止保管过程中产生的微动磨损。
轴承失效分析论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
目录 中文摘要、关键词 (1) 英文摘要、关键词........................................ 错误！未定义书签。引言.. (3) 第一章滚动轴承基本特点 (4) 1.1滚动轴承的结构 (4) 1.2 滚动轴承的作用 (4) 1.3 滚动轴承的优点 (4) 1.4 滚动轴承的缺点 (4) 1.5 滚动轴承的好处 (4) 第二章滚动轴承的分类 (6) 2.1 按滚动轴承结构类型分类 (6) 2.2 按滚动轴承尺寸大小分类 (7) 第三章滚动轴承类型的选择 (8) 3.1载荷的大小、方向和性质 (8) 3.2允许转速 (8) 3.3刚性 (8) 3.4调心性能和安装误差 (8) 3.5安装与拆卸 (10) 3.6市场性 (10) 第四章滚动轴承的代号 (12) 4.1基本代号 (12) 4.2前置代号 (13) 4.3后置代号 (13) 第五章滚动轴承常见故障 (14) 第六章滚动轴承的失效形式 (15)
滚动轴承故障诊断的频谱分析
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。运行一段时间后，振动幅值和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。极少出现三倍工频以上频谱(图2)，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。继续运行一段时
常见的滚动轴承失效形式
常见的滚动轴承失效形式 常见的滚动轴承失效形式1(接触疲劳失效接触疲劳失效系指轴承工作表面受到交变应力的作用而产生的材料疲劳失效。接触疲劳失效常见的形式是接触疲劳剥落发。接触疲劳剥落发生在轴承工作表面，往往也伴随着疲劳裂纹，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生，然后扩展到表面形成不同的剥落形状，如点状为点蚀或麻点剥落，剥落成小片状的称浅层剥落。由于剥落面的逐渐扩大，而往往向深层扩展，形成深层剥落。深层剥落是接触疲劳失效的疲劳源。2(磨损失效磨损失效系指表面之间的相对滑动摩擦导致其工作表面金属不断磨损而产生的失效。持续的磨损将引起轴承零件逐渐损坏，并最终导致轴承尺寸精度丧失及其它相关问题。磨损失效是各类轴承常见的失效模式之一，按磨损形式通常可分为最常见的磨粒磨损和粘着磨损。磨粒磨损系指轴承工作表面之间挤入外来坚硬粒子或硬质异物或金属表面的磨屑且接触表面相对移动而引起的磨损，常在轴承工作表面造成犁沟状的擦伤。粘着磨损系指由于摩擦表面的显微凸起或异物使摩擦面受力不均，在润滑条件严重恶化时，因局部摩擦生热，易造成摩擦面局部变形和摩擦显微焊合现象，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂而增大塑性变形。3( 断裂失效轴承断裂失效主要原因是缺陷与过载两大因素。当外加载荷超过材料强度极限而造成零件断裂称为过载断裂。过载原因主要是主机突发故障或安装不当。轴承零件的微裂纹、缩孔、气泡、大块外来杂物、过热组织及局部烧伤等缺陷在冲击过载或剧烈振动时也会在缺陷处引起断裂，称为缺陷断裂。应当指出，轴承在制造过程中，对原材料的入厂复验、锻造和热处理质量控制、加工过程控制中可通过仪器正确分析上述缺陷是否存在，今后仍必须加强控制。但一般来说，通常出现的轴承断裂失效大多数为过载失效。4( 腐蚀失效有些滚动轴承在实际运行当中不可避免的要接触到水、水汽以及腐蚀性介质等，这些物
滚动轴承常见的失效形式及原因分析
滚动轴承常见的失效形式及原因分析+浪逐风尖 2008-11-05 10:55 滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面． 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动
表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下： A、制造因素 1、产品结构设计的影响 产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。 2、材料品质的影响
滚动轴承常见失效形式及原因分析
滚动轴承常见失效形式及原因分析 滚动轴承在使用过程中,由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。 一，疲劳剥落 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角．通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路．产生部位主要出现在套圈和滚动体的滚动表面。 轴承疲劳失效的机理很复杂，也出现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论
中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： >>>>1、次表面起源型 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起源产生的疲劳剥落。 >>>>2、表面起源型 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起源产生的疲劳剥落。 >>>>3、工程模型 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具体因素如下：
基于adams的轴承振动失效分析
Engineering MECHANICS,Vol.14,2007,No.4,p.259–268259 VIBRATION ANALYSIS OF ROTARY DRIER Frantiˇs ek Palˇc′a k*,Martin Vanˇc o* In this paper the transfer of vibration from motor to the bottom group of rotary drier is analyzed in the ADAMS/Vibration module environment.Excitation from unba- lanced motor shaft is transferred through bearings mounted in side shields to the transmission device and bottom plate.Output results were time-domain courses of displacement,velocity,acceleration and transfer functions,frequency response func- tions and modal coordinates corresponding to excitation frequency. Key words:vibration,rotary drier,frequency response 1.Description of goals The goal of vibration analysis of rotary drier developed by Bosch Siemens Hausgeraete, Michalovce was the evaluation of vibration transfer from motor to the bottom plate.Ob-tained results should be used as comparative values for experimental results from point of view of allowed level of vibration.To obtain physically relevant results for basic insight of its functional and vibrational properties3D model of drier bottom plate(Fig.1)includes bearings,transmission-device with belt and bottom plate with attachment elements. Fig.1:Scheme of drier’s bottom plate 2.Task steps The requested research oriented to the virtual dynamic analyses of mechanical system with gross motions dictates to adopt mechanical system simulation technology to perform *Assoc.Prof.F.Palˇc′a k,Ph.D.,MSc.M.Vanˇc o,Strojn′?cka fakulta,Slovensk′a technick′a univerzita v Brati-slave,N′a m.slobody17,81231Bratislava
滚动轴承常见的失效形式及原因
滚动轴承常见的失效形式及原因 滚动轴承常见的失效形式及原因分析 滚动轴承在使用过程中由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、塑性变形、腐蚀、烧伤、电腐蚀、保持架损坏等。 疲劳有许多类型，对于滚动轴承来说主要是指接触疲劳。滚动轴承套圈各滚动体表面在接触应力 的反复作用下，其滚动表面金属从金属基体呈点状或片状剥落下来的现象称为疲劳剥落。点蚀也是由于材料疲劳引起一种疲劳现象，但形状尺寸很小，点蚀扩展后将形成疲劳剥落。 疲劳剥落的形态特征一般具有一定的深度和面积，使滚动表面呈凹凸不平的鳞状，有尖锐的沟角. 通常呈显疲劳扩展特征的海滩装纹路.产生部位主要岀现在套圈和滚动体的滚动表面. 轴承疲劳失效的机理很复杂，也岀现了多种分析理论，如最大静态剪应力理论、最大动态剪应力理论、切向力理论、表面微小裂纹理论、油膜剥落理论、沟道表面弯曲理论、热应力理论等。这些理论中没有一个理论能够全面解释疲劳的各种现象，只能对其中的部分现象作出解释。目前对疲劳失效机理比较统一的观点有： 次表面起源型认为轴承在滚动接触部位形成油膜的条件下运转时，滚动表面是以内部（次表面）为起 源产生的疲劳剥落。 表面起源型认为轴承在滚动接触部位未形成油膜或在边界润滑状态下运转时，滚动表面是以表面为起 源产生的疲劳剥落。 工程模型认为在一般工作条件下，轴承的疲劳是次表面起源型和表面起源型共同作用的结果。 疲劳产生的原因错综复杂，影响因素也很多，有与轴承制造有关的因素，如产品设计、材料选用、制
造工艺和制造质量等；也有与轴承使用有关的因素，如轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。具■体因素如下： A制造因素| 1 、产品结构设计的影响：产品的结构设计是根据使用性能目标值来确定的，这些目标值如载荷容量、寿命、精度、可靠性、振动、磨损、摩擦力矩等。在设计时，由于各种原因，会造成产品设计与使用的不适用或脱节，甚至偏离了目标值，这种情况很容易造成产品的早期失效。2、材料品质的影响:［轴承工作时，零件滚动表面承受周期性交变载荷或冲击载荷。由于零件之间的接触面积很小，因此，会产生极高的接触应力。在接触应力反复作用下，零件工作表面将产生接触疲劳而导致金属剥落。就材料本身的品质来讲，其表面缺陷有裂纹、表面夹渣、折叠、结疤、氧化皮和毛刺等，内部缺陷有严重偏析和疏松、显微孔隙、缩孔、气泡、白点、过烧等，这些缺陷都是造成轴承早期疲劳剥落的主要原因。在材料品质中，另一个主要影响轴承疲劳性能的因素是材料的纯洁度，其具体表现为钢中含氧量的多少及夹杂物的数量多少、大小和分布上。3、热处理质量的影响：轴承热处理包括正火、退火、渗碳、淬火、回火、附加回火等。其质量直接关系到后续的加工质量及产品的使用性能。4、加工质量的影响：首先是钢材金属流线的影响。 钢材在轧制或锻造过程中，其晶粒沿主变形方向被拉长，形成了所谓的钢材流线（纤维）组织。试验表明，该流线方向平行于套圈工作表面的与垂直的相比，其疲劳寿命可相差 2.5倍。其次是磨削变质层。磨削变 质层对轴承的疲劳寿命与磨损寿命有很大的影响。变质层的产生使材料表面层的组织结构和应力分布发生变化，导致表面层的硬度下降、烧伤，甚至微裂纹，从而对轴承疲劳寿命产生影响。受冷热加工条件及 质量控制的影响，产品在加工过程中会岀现质量不稳定或加工误差，如热加工的材料淬、回火组织达不到工艺要求、硬度不均匀和降低，冷加工的几何精度超差、工作表面的烧伤、机械伤、锈蚀、清洁底低等，会造成轴承零件接触不良、应力集中或承载能力下降，从而对轴承疲劳寿命产生不同程度的影响。 B、使用因素 使用因素主要包括轴承选型、安装、配合、润滑、密封、维护等。不正确的安装方法很容易造成成 轴承损坏或零件局部受力产生应力集中，引起疲劳。过大的配合过盈量容易造成内圈滚道面张力增加及零件抗疲劳能力下降，甚至岀现断裂。润滑不良会引起不正常的摩擦磨损，并产生大量的热量，影响材料 组织和润滑剂性能。如果润滑不当，即便选用再好的材料制造，加工精度再高，也起不到提高轴承寿命的效果。密封不良容易使杂质进入轴承内部，既影响零件之间的正常接触形成疲劳源，又影响润滑或污染润滑剂。根据疲劳产生的机理和主要影响因素，可以有针对性地提岀预防措施。如对表面起源损伤引起的疲劳，可以通过对零件表面进行表面强化处理，对次表面起源型疲劳可以通过改善材料品质等措施。而提高零件加工质量尤其是零件表面质量、提高使用质量、控制杂质流入轴承内部、保证润滑质量等措施对预防和延缓疲劳都有十分重要的意义。 表面塑性变形主要是指零件表面由于压力作用形成的机械损伤。在接触表面上，当滑动速度比滚动速度小得多的时候会产生表面塑性变形。表面塑性变形分为一般表面塑性变形和局部表面塑性变形两类。 A、一般表面塑性变形：是由于粗糙表面互相滚动和滑动，同时，使粗糙表面不断产生塑性碰撞所造成，其结果形成了冷轧表面，从外观上看，这种冷轧表面已被辗光，但是，如果辗光现象比较严重，在冷轧表 面上容易形成大量浅裂纹，浅裂纹进一步发展可能（在粗糙表面区域区）导致显微剥落，但这种剥落很浅，只有几个微米，它能够覆盖很宽的接触表面。根据弹性流体动压润滑理论，一般表面塑性变形产生的原因是 由于两个粗糙表面直接接触，其间没有形成承载的弹性流体动压润滑膜.因此，当油膜润滑参数小于一定值 时，将产生的一般表面塑性变形.一般油膜润滑参数值越小表面塑性变形越严重 B、局部表面塑性变形：局部表面塑性变形是发生在摩擦表面的原有缺陷附近。最常见的原有缺陷，如压坑（痕）、磕碰伤、擦伤、划伤等。 1、压坑（痕）：压坑（痕）是由于在压力作用下硬质固体物侵入零件表面产生的凹坑（痕）现象。压 坑（痕）的形态特征是：形状和大小不一，有一定深度，压坑（痕）边缘有轻微凸起，边缘较光滑。硬质 固体特的来源是轴承零件在运转中产生的金属颗粒、密封不良造成轴承外部杂质侵入。压坑（痕）产生的部位主要在
傅里叶分析滚动轴承的故障诊断
作业名称：傅里叶分析滚动轴承的故障诊断 院系：机械工程系 学号： 姓名： 指导教师： 20XX年XX月 XXXXXXXXX校区
傅里叶分析滚动轴承的故障诊断 摘要：简要介绍了快速傅里叶变换（FFT）在滚动轴承故障分析中的应用，滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行品质。对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。通过快速傅里叶变换（FFT）对滚动轴承运行时的实时数据信号进行分析，可以实现对滚动轴承的状态监测和故障诊断。同时，采用对正常轴承和故障轴承信号对比分析、各种故障轴承之间信号的对比分析，加深了快速傅里叶变换（FFT）对轴承实时信号分析的运用和理解，能够更好的对轴承进行状态监测和故障分析。 关键词：快速傅里叶变换（FFT）；滚动轴承；故障诊断；状态监测 Abstract:This paper describes a fast Fourier transform (FFT) in the rolling bearing failure analysis applications, bearing in machinery and equipment is widely used, and its working status directly affects the quality of the operation of the entire device. Rolling element bearing condition monitoring and fault diagnosis, able to avoid major accidents and achieve greater economic and social benefits. Through Fast Fourier Transform (FFT) for real-time data bearing signal runtime analysis can be achieved on the rolling bearing condition monitoring and fault diagnosis. Meanwhile, the use of normal bearings and bearing fault signal comparative analysis of various fault signals comparative analysis between the bearings and deepened the fast Fourier transform (FFT) of the bearing using real-time signal analysis and understanding of the bearing can be better condition monitoring and fault analysis. Keywords: fast Fourier transform (FFT); Rolling; fault diagnosis; condition monitoring 一、概述 通过对快速傅里叶变换（FFT）的原理的理解和学习，利用MATLAB软件编程应用快速傅里叶变换（FFT）的方法，对滚动轴承的1组正常数据和2组故障数据
我国滚动轴承磨损失效分析现状及展望
1引言 在能源消耗不断加剧的社会环境下，提升现有材料与能源的利用效率，实现机械设备的长效运转，成为相关部门与行业的研究发展的方向。滚动轴承在机械运转与工业生产中具有重要的作用，对其磨损失效的分析方法、修复途径进行研究，能够大力提升资源与能源的利用率，促进行业的可持续发展。 2滚动轴承磨损的类型 根据滚动轴承摩擦表面破坏机理及特征， 滚动轴承磨损的类型可以分为疲劳磨损、粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损四种[1]。疲劳磨损是指两个相互滚动的或滚动兼滑动的摩擦表面，由于循环的接触作用，导致材料疲劳剥落形成凹坑，是滚动轴承磨损失效的主要形式；粘着磨损是摩擦副表面粘着点产生断裂磨损，划伤、涂抹以及粘连等均会造成粘着磨损的产生；磨粒磨损是由于外界硬颗粒或是硬凸起导致的表面材料脱落； 腐蚀磨损是摩擦副表面与其他介质产生化学反应或是电化学反应形成的表面损伤。 3影响滚动轴承磨损失效的因素 3.1摩擦条件 摩擦条件是影响滚动轴承磨损的重要因素，摩擦条件包含零件运动形式、摩擦表面接触形式以及运动速度和荷载方式等。一般来说，滚动轴承在运行中承受的轴向荷载过大时，将会造成轴承偏载，进而引发轴承磨损失效。同时，由于滚动轴承内外圈同滚动体间的接触和运动，轴承零件尺寸于形状发生变化时，不可避免地会造成轴承的磨损失效。另外，接触不良造成轴承局部荷载过大引发的轴承磨损失效是造成滚动轴承磨损失效的重要原因之一。 3.2轴承材质及表面状态 不同材质的轴承材料将会形成不同的摩擦副，摩擦副过硬时容易产生磨粒磨损，而摩擦副较软时则容易产生粘着磨损[2]。相关研究显示，国产滚动轴承由于材质方面碳化物颗粒相对较大，发生疲劳磨损的几率很高。同时，摩擦副基体的非金属夹杂物将会使轴承产生疲劳接触， 寿命降低。另外，轴承在循环应力的过程中，容易发生脆性夹杂物集中的状况，从而引发轴承早期疲劳磨损的产生。在滚动轴承应用的过程中进行表面喷涂等表面状态处理，将会使轴承磨损得到有效防控。 3.3润滑技术与密封技术 润滑技术能够大力改善滚动轴承磨损状况，尤其是针对粘着磨损，润滑剂选取与润滑方式将会对轴承使用寿命产生重要影响。润滑剂的选取能够对轴承磨损产生重要影响，合理加入添加剂的润滑剂能够大力提升轴承的抗粘着磨损性能；而润滑油的粘度将会直接影响轴承的疲劳磨损程度，粘度越 我国滚动轴承磨损失效分析现状及展望 Current Situation and Prospect of Wear Failure Analysis of Antifriction Bearing in China 叶鹏1，李振2 （1.西安工业大学教务处，西安710021；2.中联西北工程设计研究院有限公司，西安710021） YE Peng 1,LI Zhen 2 （1.Dean'sOfficeofXi'anTechnological University,Xi'an 710021,China; 2.China UnitedNorthwest InstituteforEngineeringDesign&ResearchCo.Ltd.,Xi'an 710021,China ） 【摘要】滚动轴承通过将运转轴与轴座之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦， 达到减少磨损的目的，是一种重要的机械精密元件。滚动轴承的磨损失效会对整个器械的运转造成不良影响，对影响滚动轴承磨损失效的因素以及修复方法进行研究，对机械运转及行业发展具有重要的意义。论文分析了滚动轴承磨损的类型和影响磨损失效的因素，研究了失效的修复方法，并对滚动轴承磨损失效分析研究进行了展望。 【Abstract】The antifriction bearing is a kind of important mechanical precision element,which can reduce the wear by changing the sliding friction between the rotating shaft and the axle seat into rolling friction.The wear failure of antifriction bearing will cause adverse effects on the operation of the whole equipment.Research on the factors that affect the wear failure of antifriction bearing and the repair methods are of great significance to the operation of machineryand the development ofthe industry.The paper analyzes the wear types of antifriction bearings and the factors influencing wear failure,studies the repair methods of wear failure of antifriction bearing,and prospects the wear failure analysis of antifrictionbearinginChina. 【关键词】滚动轴承；磨损失效；分析现状；研究展望 【Keywords】antifrictionbearing;wearfailure;analysisstatus;research prospect 【中图分类号】TH133.33 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）06-0173-02 【作者简介】叶鹏（1988-），男，河南南阳人，助教，从事轴承转子非 线性动力学行为分析， 机电系统性能分析研究。 173