滚动轴承故障诊断方法及MATLAB实现(3)
本篇论文内容简要论述了滚动轴承常见的一般故障形式，及其故障形成的机理或原因，同时也针对那些滚动轴承的故障形成机理，提出了经常使用来诊断和解决其故障部位的方法。
本文侧重于使用旋转机械振动故障试验平台，来对故障类型未知的滚动轴承进行实验、数据采集，并将采集到的滚动轴承典型故障实验数据载入到MATLAB软件中实现数据分析，得到相应特征参数即可诊断出故障类型。是由于当滚动轴承的某部位被损坏或磨损而发生故障时，整个滚动轴承运动所产生的振动信号中，涵盖以周期性变化的故障特征频率的冲击波信号成分。其主要特点为在其有规律振动的基础上，每隔某一特定的时间点或时间段内就会出现一个冲击信号。当然滚动轴承磨损或损坏的部分不同时，其振动信号中表现出来的故障特征频率引起的冲击信号也不同，即特征故障频率不同。滚动轴承常见的典型故障的故障特征频率完全可以通过根据特定公式求得。如此以来，只需要根据周期性变化中的冲击波信号成分，就能得出其故障特征频率，进而可以判断出来滚动轴承的故障的原因。
2 滚动轴承故障及诊断方法
2.1 滚动轴承常见的故障
2.1.1 滚动轴承的结构
在日常生活中，我们见到的轴承大多是以内圈、外圈、滚动体和保持架的结构组合而成。即相对的内圈和外圈之间放有N多个滚动体（球或滚子），由于保持架的存在，使得N个滚动体之间始终保持着一定间距，进行相对固定的滚动运动。
常见轴承的滚动体的形状一般大多为球状。但是除此以外，还存在滚针状、圆锥滚子状以及圆柱滚子状等，例图2.1所示。当然从几何学角度分析，滚动轴承的滚动体和套圈的滚道是以点或线的方式接触的，是在其内外圈滚动面上进行有规律运动的。
滚动轴承的滚动体和内外圈以其滚道面的支持面来文持整个轴承所担负的载荷。而保持架并不是直接文持载荷，仅仅是用来保持N个滚动体之间的相对间距的，和防止滚动轴承安装时其滚动体散落。
滚动体形状分别为球、圆锥滚子、圆柱滚子、滚针
2.1.2 滚动轴承故障的原因与主要形式
在机械设备组正常运行过程中，滚动轴承作为机械设备组的重要组成部分，也伴随着机器一起运转，在此过程中将很有可能会因为各种因素而引起损坏，例如本身的装配不当、工作前的润滑不良、他物腐蚀、过分加载和异物入侵等原因都有可能引起滚动轴承过早磨损或损坏。同样，就算在已经正确安装、良好润滑和认真文护的条件下，通过某一工作周期的运转，滚动轴承也同样会出现这样或那样不同程度的磨损，甚至疲劳脱落，因而无法正常继续工作。总而言之，滚动轴承故障的形成原因是非常的复杂，仅仅依靠简单的理论知识和常识是不能解释清楚的。因而，常见的滚动轴承的主要故障的形式有：塑性变形、疲劳剥落、断裂、胶合、锈蚀、磨损以及保持架损坏。
1.塑性变形
滚动轴承在伴随机械设备组正常运作时，可能会因为滚动轴承受到较大的突变冲击载荷，或者静止不动时，受到的静载荷过大，亦或因强度和硬度较大的他物入侵，甚至是因受热变形导致的其他超载荷，都会在滚动轴承的滚道面上造成创痕或凹痕，如图2.2。上述因素都导致滚动轴承随设备旋转过程中产生剧烈的颤动和异常的声音，甚至发生断裂。并且只要形成压痕，就会引起不必要的额外的冲击负载，将使得深一层导致滚动轴承滚道面上的压痕处的周围表面产生不同程度的剥落。
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