在齒輪箱中(zhōng),滾動軸承也是(shì)引起齒輪箱故障的主要原因,軸承(chéng)常見的的故障就是內外環(huán)何滾(gǔn)動體出現點蝕(shí)和疲勞剝落。
滾動軸承內外環及(jí)滾(gǔn)動體疲勞剝落和(hé)點蝕後,在其頻譜的中高頻區外環固有頻(pín)率附近出現明顯的調製峰群,產生(shēng)以外(wài)環固有頻(pín)率為載波頻率,以軸承通過頻率為調製頻率的固有頻率調製現(xiàn)象。由於滾動軸承(chéng)產生(shēng)的振(zhèn)動在傳動箱中與齒輪(lún)振動相(xiàng)比能量較小,解調譜中調製頻率幅值較小,一般隻出現1階。
下圖變速箱中間軸後(hòu)軸承(型號50308)內圈滾道有1/2圈嚴重疲勞剝落,另半圈有一處(chù)大的剝落坑時振動(dòng)加速度頻譜和濾波後解調譜。在2000-3000Hz範圍內2258.3Hz頻率附(fù)近出現了含有34.79Hz和23.80Hz成分的調製峰群,而實測自由態下外環一階固有頻率為2246.09Hz,計算所得外環及滾動(dòng)體通過頻率分別(bié)為34.47Hz和(hé)23.6Hz。由於滾動軸承產生的(de)振動(dòng)在傳動(dòng)箱中與齒輪振動相比能量較小,解調譜中調製頻率幅值較(jiào)小(xiǎo),一般(bān)隻出現1階(如圖b)。

從故障機理分析,在齒輪箱軸(zhóu)係中,一般滾動軸承內環與軸多為緊密的過盈配合,即軸與內環牢固的連為一體,要激勵起其固有頻率需較(jiào)大能量,且滾(gǔn)動軸承內環(huán)固有頻率與自由(yóu)狀態下測得或計算的頻率(lǜ)完(wán)全不同。而外環與箱體軸承座之間的(de)配合雖然也是過盈配(pèi)合,但(dàn)和內環與軸配合相比要鬆(sōng)得多,且外環在工作中一直承受滾動體對(duì)其較大(dà)壓力,當滾動軸承有故障時(shí)或帶故障運行一段時間後,外(wài)環與軸承座之間基(jī)本上完全鬆動,外環的固有頻率與自由狀態下測得的頻率(lǜ)基本相等。由於外環鬆動且質量小,所以不僅外環或滾動體產生點(diǎn)蝕或疲勞剝落時會激起其固有頻率,而且當內(nèi)環或滾動體(tǐ)有故障時,振動能量(liàng)也會通過滾動體傳至(zhì)外(wài)環激勵起其固有頻率,所以齒輪箱中滾動軸承的載波頻率一般為外環的各階固有頻率,而調製頻率則為產生疲勞剝落元(yuán)件(內環、外環或滾動體)的通過頻率。
滾動軸承故障產(chǎn)生的振動信號能(néng)量大小與齒輪或軸係故障產生的能量大小相比較,前者(zhě)要小(xiǎo)的多,所以其故障信號淹沒在其它振動信號中,故障的特征不明顯,給診斷帶來了很(hěn)大困難。