齒輪箱中滾動軸承剝落和點蝕的振動分析！

在齒輪箱中， 滾動軸承也是引起齒輪箱故障的主要原因， 軸承常見的的故障就是內外環何滾動體出現點蝕和疲勞剝落。

滾動軸承內外環及滾動體疲勞剝落和點蝕後，

在其頻譜的中高頻區外環固有頻率附近出現明顯的調製峰群， 產生以外環固有頻率為載波頻率， 以軸承通過頻率為調製頻率的固有頻率調製現象。 由於滾動軸承產生的振動在傳動箱中與齒輪振動相比能量較小， 解調譜中調製頻率幅值較小， 一般只出現 1 階。

下圖變速箱中間軸後軸承(型號 50308)內圈滾道有 1/2 圈嚴重疲勞剝落， 另半圈有一處大的剝落坑時振動加速度頻譜和濾波後解調譜 。 在 2000-3000Hz 範圍內2258.3Hz 頻率附近出現了含有 34.79 Hz 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體通過頻率分別為 34.47Hz 和 23.6Hz。 由於滾動軸承產生的振動在傳動箱中與齒輪振動相比能量較小，

解調譜中調製頻率幅值較小， 一般只出現 1 階(如圖 b)。

從故障機理分析， 在齒輪箱軸系中， 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大能量， 且滾動軸承內環固有頻率與自由狀態下測得或計算的頻率完全不同。

而外環與箱體軸承座之間的配合雖然也是過盈配合， 但和內環與軸配合相比要松得多， 且外環在工作中一直承受滾動體對其較大壓力， 當滾動軸承有故障時或帶故障運行一段時間後， 外環與軸承座之間基本上完全鬆動， 外環的固有頻率與自由狀態下測得的頻率基本相等。 由於外環鬆動且品質小， 所以不僅外環或滾動體產生點蝕或疲勞剝落時會激起其固有頻率， 而且當內環或滾動體有故障時， 振動能量也會通過滾動體傳至外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件(內環、外環或滾動體)的通過頻率。

滾動軸承故障產生的振動信號能量大小與齒輪或軸系故障產生的能量大小相比較， 前者要小的多， 所以其故障信號淹沒在其它振動信號中， 故障的特徵不明顯， 給診斷帶來了很大困難。