滚动轴承振动特性评价指标工况敏感度分析

运行工况的改变会对滚动轴承故障诊断中振动评价指标识别的准确性产生重要影响。本文以NU306E圆柱滚子轴承为研究对象,通过搭建轴承试验台测试获取了不同轴承故障类型、转速与载速条件下的振动信号峭度值、均方根值和脉冲值,分析了评价指标随轴承工况改变的变化趋势和敏感程度,并给出了剔除工况影响因素后的评价指标计算公式。研究结果表明：脉冲指标对工况变化的敏感度较低,而峭度指标对内圈故障轴承的载荷变化较为敏感;均方根值较适用于处于相对重载工况下的轴承外圈故障诊断中;在未知轴承故障类型情况下进行故障诊断时选用峭度评价指标最为合适;采用本文提出的评价指标计算公式可有效提高轴承故障诊断的准确性。该结论可为轴承故障诊断提供理论指导。     

变工况下滚动轴承保持架碰撞接触动力学特性分析

滚动轴承保持架在运动过程中始终会与滚动体产生碰撞,尤其在变工况条件下更易表现出复杂的动态接触特性,对轴承使用性能和寿命产生重要影响。该研究以深沟球轴承6309为研究对象,考虑滚动体与内外圈、保持架之间动态接触关系,建立了滚动轴承耦合动力学模型,分别讨论了匀、加、减速及不同转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞力幅值、次数及分布情况等接触特性变化。研究结果表明：变速工况下滚动体与保持架间碰撞次数增多;加速工况下滚动体与保持架兜孔前端碰撞力幅值明显小于后端碰撞力幅值,且承载区内滚动体主要与兜孔前端发生频繁碰撞,非承载内则主要与后端发生碰撞,减速工况则相反;相较于稳定工况,转速波动工况下滚动体与保持架间碰撞作用力要大得多,碰撞程度从小到大依次为三角波动工况、简谐波动工况、矩形波动工况。该研究结果可为保持架的设计和失效分析提供理论依据。     

不同元件故障状态下滚动轴承的动态特性研究

为探究局部故障状态下滚动轴承内部动态特性的差异性和相似性,以NU306圆柱滚子轴承为研究对象,利用有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA构建正常以及外圈、内圈和滚动体分别故障时的有限元模型,得到不同故障状态下滚动体的应力特性、振动特性及运动特性。结果表明,当滚动轴承的不同元件发生故障时,故障前端应力均会滞后,后端应力均会提前,其中外圈故障时应力的变化最大;外圈故障时滚动体在经过故障区域期间的振动加速度先减小后增大,内圈和滚动体故障时振动加速度先增大后减小;外圈和滚动体故障时滚动体的公转转速均比理论公转转速小,内圈故障时滚动体的公转转速比理论公转转速大。所构建的有限元模型可用于探究不同元件故障时滚动轴承内部的故障机理,可为进一步研究滚动轴承的承载能力和使用寿命提供有力的分析方法。