(1)滚动轴承故障的基本频率

滚动轴承基本结构如图4-2所示。

\"滚动轴承基本结构.png\"

轴承节径D轴承滚动体中心所在的圆的直径

滚动体直径d 滚动体的平均直径

接触角a滚动体受力方向与内外垂直线的夹角

滚动体个数z 滚动体或滚动体的数目

基本频率:

内圈滚道回转频率为:fi=N/60

外圈滚道回转频率为fo,一般为0。

(2)滚动轴承故障的通过频率

通过频率:滚动轴承元件出现局部损伤时,机器在运行中就会产生相应的振动频率,称为故障特征频率,又称轴承通过频率。

设外圈固定。

滚动体在外圈上的通过频率

滚动体在内圈上的通过频率

保持架相对内圈的旋转频率

保持架相对外圈滚道的旋转频率

需特別指出的是,以上的故障频率和特征频率相等只是理论上的推导,在实际情况中,由于滚动体除正常公转与自转外,还会发现随轴向力变化而引起的摇摆和横向滚动,因此,尤其是滚动体表而存在小缺陷时,在其滚动过程中缺陷可能时而能碰到内外圈,时而又碰不到,以致产生故障信号的随机性,给故障诊断带來复杂性。

(3)滚动轴承故障的固有频率

当轴承某一元件表而出现损伤时,在受载运行过程中损伤点要撞击其他元件表面而产生冲击脉冲力。

损伤产生的冲击可以激起系统的各个固有振动。但所产生的脉冲不像理想脉冲那样能量沿频率轴分布,而是频率越高,能量分布越小。所以,在损伤大小和轴承运动速度一定的条件下,在轴承系统的多个固有振动中,损伤更容易引起频率较低的固有振动而更难引起频率较高的固有振动。

另外,在滚动轴承中,由于损伤点在运动过程中周期性地撞击其他元件表面,所以产生周期性的脉冲力,也就产生一系列高频固有衰减振动。这种振动是一种受迫振动,当振动频率与轴承元件固有频率相等时振动加剧。固有频率仅取决于元件本身的材料、形状和质量,与轴转速无关。