機(jī)車滾動軸承故障的產(chǎn)生及診斷方法(二)

3 軸承故障的檢測診斷 

目前國內(nèi)采用檢測軸承故障的手段大致有測量溫度、噪聲及振動參數(shù)的方法，利用測量溫度、噪聲的方法比較簡便，但缺乏有效的預(yù)防作用，一旦在運(yùn)行中軸承溫度過高和噪聲很大，一般都認(rèn)為機(jī)車軸承都已達(dá)到比較嚴(yán)重的損壞程度。而利用測量振動參數(shù)的方法，是當(dāng)機(jī)車在中小修時對軸承進(jìn)行檢測，由于在檢測中獲取和采集信息比較方便簡單，比較適用中修段推廣使用，是一種既簡便又實(shí)用的檢測方法。 

3.1 機(jī)車軸承的診斷方法 

機(jī)車軸承的方法主要有兩種：（1）機(jī)車軸承的簡易診斷，（2）機(jī)車軸承共振解調(diào)譜分析技術(shù)-----精密診斷。 

3.1.1簡易診斷，就是在振動檢測中一般是通過測試某些振動參數(shù)的大小，與標(biāo)準(zhǔn)值（門限值）比較來判斷軸承的狀態(tài)，在對機(jī)車軸承的簡易診斷中，主要選擇了時域波峭度系數(shù)參數(shù)的KV、、、加速度有效值參數(shù)Xrms兩個指標(biāo)來作為故障判斷參數(shù)，其中峭度指標(biāo)KV是無量綱參數(shù)，對軸承的早期故障敏感，而對運(yùn)行工況不敏感，當(dāng)軸承齒面工作表面出現(xiàn)故障時，每轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生工作面缺陷處的沖擊脈沖，故障越大，沖擊響應(yīng)幅值越大，KV值上升越快，但隨著軸承故障后期的嚴(yán)重劣化而KV值則有所下降，而有較值則相反，它對早期故障不夠敏感，但隨著軸承故障不斷劣化而上升，穩(wěn)定性較好。總之，要取得簡易診斷的可信較果，同時應(yīng)用峭度系數(shù)與有較值是合適的，它兼顧了診斷參數(shù)敏感性與穩(wěn)定性。 

牽引電動機(jī)軸承地面檢測門限值 


東風(fēng)4機(jī)車軸箱軸承頂輪檢測門限值 


簡易診斷有比較好的一面，但也存在許多的不足之處，當(dāng)軸承進(jìn)行簡易診斷時，會出現(xiàn)以下幾種情況；（1）軸承參數(shù)超值有故障，但不能確定其故障部位，（2）軸承本身無故障而是由于在組裝時造成的故障，（如轉(zhuǎn)子動不平衡、軸不對中碰磨等）。（3）傳感器置于機(jī)座時，測得的故障信號有強(qiáng)有弱（內(nèi)圈最小、滾子較強(qiáng)、外圈較大），這樣按參數(shù)判會產(chǎn)生誤差。通過以上三種情況分析，簡易診斷沒有判定軸承元件故障的方法，不能解決“視情維修”的問題，因此軸承診斷僅通過簡易診斷判斷有無故障是不夠的，必須進(jìn)行精密診斷。 

3.1.2 精密診斷 

當(dāng)軸承表面損傷，如疲勞剝離、局部磨損、表面腐蝕等故障時，軸承及滾動休旋轉(zhuǎn)就會輪番碾壓這些表面損傷處，高速的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)會使這種碾壓產(chǎn)生沖擊，這種故障沖擊引起的縱波在材料尚未發(fā)生形變之前就以聲速向外發(fā)射，有著陡峭的前沿波形和極其豐富的頻譜，隨著材料內(nèi)部阻尼作用下，沖擊發(fā)生的縱波急劇衰減，因此使傳感器接收到?jīng)_擊力脈沖信號。這種沖擊力脈沖波形近似于矩形，該矩形脈沖的故障頻率極其寬闊，而軸承系統(tǒng)和各類傳感器的固有頻率很低，所以軸承系統(tǒng)和各類傳達(dá)室感器的固有頻率被故障沖擊脈沖頻率所覆蓋，故障頻率激起軸承系統(tǒng)和各類傳感器共振，用通帶濾波器濾除不需要的低、高頻噪聲（如機(jī)械振動等各類噪聲）僅使故障沖擊脈沖激起軸承外圈或傳感器共振響應(yīng)波形通過，并將低頻故障沖擊信號放大并提高為振動系統(tǒng)的較高頻率的響應(yīng)衰減振蕩，包絡(luò)解調(diào)則將這一較高頻率響應(yīng)再放大為展開的低頻信號，經(jīng)過頻率分析儀變換為低頻譜，也就是解調(diào)譜。 

4 機(jī)車軸承診斷案例 

下面的案例是2002年元月27日東風(fēng)7D0034機(jī)車第四位左側(cè)軸箱軸承檢測出的故障案例，該軸承型752732。使用JL-501軸承檢測臺檢測，轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分。 


時域波形檢測出的診斷參數(shù)，峭度系數(shù)為6.63,而且高峭度也嚴(yán)重超標(biāo)，因此檢測結(jié)果為不合格。同時細(xì)化譜圖中看出解調(diào)譜所示峰值為60HZ，且1、2、3階峰值間隔均為60HZ ，按照機(jī)車軸承故障頻率表中計(jì)算出軸承故障部位的頻率：500×0.12=60HZ ，從表中查出故障部位為軸承外圈，在隨后分解軸承中發(fā)現(xiàn)外圈滾道有點(diǎn)蝕碾壓痕跡。 

5 結(jié)束語 

本文所述的機(jī)車滾動軸承診斷方法，在我段開展近兩年的時間，我段現(xiàn)有JL-201機(jī)車軸承診斷儀，JL-501機(jī)車軸承診斷臺兩套設(shè)備。JL-201主要用于牽引電動機(jī)軸承地面檢測和機(jī)車軸承的頂輪檢測，JL-501主要用于中修機(jī)車的滾動軸承進(jìn)行動態(tài)檢測。兩年來共為其它段和本段的中修機(jī)車檢測了2318 套軸承，共檢測出不合格軸承189 套，其中我段從2001年到至今沒有發(fā)生軸承故障或由軸承故障造成的機(jī)破，收到了顯著的較果。