滚道表面缺陷对圆柱滚子轴承振动特性的影响机理研究

滚道表面缺陷对圆柱滚子轴承振动特性的影响机理研究

滚动轴承是机械设备中关键的零部件,其工作状态是否正常直接关系到整台机组乃至整条生产线的生产质量和安全。当滚动轴承出现局部缺陷时,滚动体在通过缺陷位置时会产生冲击脉冲,从而引起轴承振动的异常增大。

通过研究轴承局部缺陷可以准确的预测轴承的早期故障,从而避免意外的发生,所以研究局部缺陷对滚动轴承振动特性的影响机理有着重要的理论意义和实际工程应用价值。本文以圆柱滚子轴承为研究对象,通过在轴承滚道表面创建不同类型的表面波纹度和局部缺陷,采用动力学仿真的方法分析了轴承内圈转速、径向载荷、轴承滚道表面波纹度、局部缺陷对滚动轴承的振动激励机理。

利用动力学模型提取轴承运转过程中的振动信号,通过对振动信号进行分析,根据轴承振动时域信号的相关参数和对应频谱图中轴承各元件特征频率处的峰值变化来分析滚动轴承的振动机理。其中分别研究了轴承滚道表面波纹度,缺陷形状、尺寸、位置、径向载荷以及同时存在表面波纹度与局部缺陷等因素对滚动轴承振动的影响规律。

结合仿真和试验结果,对滚道表面局部缺陷对圆柱滚子轴承振动特性的影响机理进行分析和总结。分析结果表明轴承的振动响应随着波纹度最大幅值的增加而增加;随着径向力和轴承内圈转速的增加滚动轴承的振动响应逐渐增加;当轴承局部缺陷远离承载区时轴承的振动响应逐渐减小;随着滚动轴承内部局部缺陷深度和宽度的增加轴承的振动响应逐渐增大;随着缺陷长度的增加滚动轴承的振动响应逐渐增加,当缺陷长度达到滚动体长度的时候滚动轴承的振动响应达到了最大值。

通过试验得到圆柱滚子轴承振动响应与外部载荷以及局部缺陷尺寸,位置的关系,并与

仿真结果进行比较,验证动力学分析的可行性和正确性。本文系统研究了轴承滚道表面波纹度,局部缺陷对轴承振动的影响机理。

揭示了滚动轴承内部振动激励机理,并为探寻轴承早期故障机理提供了一定的理论依据。