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美国ICAN进口轴承,专注于球类和滚子类轴承的生产制造,滚动轴承在工业中应用广泛。滚动轴承通常工作在高负荷和高速运行条件下,因此成为了易损机械零件之一。为了保障机器安全运行、降低费用,及时诊断就显得尤为重要。滚动轴承主要有三大元件:外圈轴承、内圈轴承和球轴承。本论文仅对外圈轴承的故障诊断进行了研究。当轴承通过有故障的外圈时,滚动轴承能否激发轴承元件的自然频率存在争议。因此,轴承外圈的自然频率通过数值模拟和锤击实验得到。由机械故障仿真器(MFS)收集正常齿轮和故障齿轮的振动数据,再利用VibraQuest软件对其进行分析,以进一步检测轴承的故障特征频率及其谐波。
把一个三轴加速计安装在轴承外圈并且对该轴承外圈进行锤击实验。该加速计频率范围从0到10千赫兹。数据收集采用VibraQuest软件/硬件系统,结果显示在图3中,从中可以识别出3.5,5和9KHz的三个自然频率。比较图2和图3,得出锤击实验结果和模拟实验结果吻合很好。
以上结果是在自由边界条件下针对独立轴承外圈得出的。在操作过程中,装配起来的轴承的和在轴承座上加紧的轴承两者的自然频率与上述结果并不完全相同。另一组锤击实验是针对装配在机械故障仿真器上的轴承进行的。图4是轴承锤击实验结果,图4(a)和图4(b)是分别来自水平和垂直方向加速计的响应信号。比较图4和图3,能看到两图之间的共振峰的明显变化,共振频率集中出现在2KHz和4KHz之间,在图3中出现的5KHz和9KHz的峰值在图4中并未出现。在第二组锤击实验中,轴承是装配在机械故障仿真器的轴承座上的,我们并不能确切地从图4中预测出共振发生的地点,其可能来自于轴承元件,也可能来自机械故障仿真器中的其它部件,如轴承座。
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