滚动轴承划伤、磕碰伤、保持架变形、异物侵入以及润滑不良等故障振动信号特征

 滚动轴承故障特征取决于轴承类型、尺寸、转速、安装方式、负载等等，所以即使同类型、同故障其表现形式重复性也较差，在诊断过程中可参考但不能照搬。

本文是结合现场实际的故障类型及尺寸，34件故障轴承样本，并组到电机上进行故障模拟试验所得结果。故障模拟轴承型号为NU 214C4，轴承参数如表1所示。运行转速为600r/min时，轴承零部件对应的故障特征频率如表2所示。

一、内圈划伤

轴承内圈轴向故障存在周期性冲击，尺寸较小时，冲击特征易被掩盖。相比于轴向划伤，周向划伤的振动信号无明显冲击特征。由包络谱可知：当轴承内圈存在轴向划伤时，包络谱中内圈故障特征频率fi及其倍频成分突出，同时存在转频fr为间隔的边频带；当轴承内圈存在周向划伤时，包络谱中内圈故障特征频率fi比较突出。

二，内圈磕碰

电机轴承内圈磕碰故障时域波形并未出现明显的冲击性信号。由包络谱可知：当轴承内圈出现磕碰故障时，包络谱中出现内圈故障特征频率及其倍频分量。

三，滚动体划伤

轴承滚动体轴向故障的时域波形中周期性冲击明显，且随着故障尺寸增大，信号故障特征更明显。相比于轴向划伤，周向划伤故障时电机的时域波形周期性冲击较为微弱，被掩盖在其他信号成分中。包络谱图分析结果表明：当轴承滚动体轴向划伤时，包络谱中主要为保持架故障特征频率及其倍频成分，随着故障尺寸的增大，保持架故障特征频率fc倍频更加明显，出现高倍故障特征频率；当轴承滚动体周向划伤时，包络谱中主要为保持架故障特征频率及滚动体故障特征频率。

四，保持架变形

轴承保持架侧板和横杠磕碰故障时域波形中存在保持架故障特征频率为周期性抖动。当轴承保持架侧板磕碰时，包络谱中主要为保持架故障特征频率fc；当轴承保持架横杠磕碰时，包络谱中主要为转频fr及其倍频成分。
五，异物侵入

当轴承运行中伴有异物时，信号中会产生较为微弱的冲击，且包络谱图主要表现为转频及其倍频。

六，润滑异常

轴承正常半润滑状态下，时域中周期性冲击较为明显，包络谱中主要为3倍转频及其倍频成分。