滚动轴承保持架缺陷案例及其振动特征的原因分析
1.设备概况
棒材生产线8架轧机减速机电机功率是630KW，轧制转速777rpm—
955rpm（联调轧制）；一轴联轴端轴承型号为：352130。

测点分布如下：
2.简述
2019年4月12日发现8架减速机一轴联轴端双列圆锥轴承保持架缺陷，一直跟踪监测直到2019年4月29日更换减速机。

在跟踪的过程中我觉得这个测点加速度波形的变化很有意思，很值得拿来与大家讨论。

3.振动分析
对了，补充一句，该测点温度未见明显异常。

列举2019年4月12日；4月16日；4月18日；4月23日；4月26日；4月28日一轴联轴端水平加速度波形图。

4月12日3Ha波形图，波形图中存在间隔为保持架特征频率的高频冲击。

4月16日3Ha波形图，间隔为保持架特征频率的冲击能量增长明显。

峰值能量达到121m/s²。

4月23日3Ha波形图，间隔为一轴转频的冲击开始崭露头角。

从4月23日开始，3Ha测点的通频值能量逐步升高。

4月26日3Ha波形图。

到4月26日间隔为一轴转频的能量已经很明显了。

且峰值能量升高。

4月28日3Ha波形图，这个时候波形图中满屏都是间隔为一轴转频的冲击。

如果测振周期正好落在这个时间断内，我们还能准确判断轴承缺陷的位置是保持架吗？
4.检修验证
先看验证结果，2019年4月29日更换减速机，线下解体，发现一轴联轴端双列圆锥轴承保持架每个兜口都磨损严重，内外滑道，滚动体未见明显缺陷。

5.关于滚动轴承保持架缺陷发展到后期所体现的加速度波形形态的一些想法。

当初比较幸运，可以在轴承保持架缺陷早期就通过测振发现其缺陷并观察保持架缺陷的劣化过程。

但如果测振周期正好落在了轴承保持架缺陷的后期（即4月28日的时间段），我们还能准确判断轴承缺陷位置是保持架吗？
保持架的特征频率是保持架的旋转频率，也就是滚动体绕轴的公转频率。

所以在滚动轴承保持架早期缺陷时可以在加速度波形中看到间隔为保持架特征频率的高频冲击并不难理解。

因为滚动体在从非承载区到承载区的过程中，内圈与滚动体的摩擦力增大，滚动体在进入承载区瞬间会有一个加速过程，在正常轴承中，有油膜将滚动体与保持架隔开。

但是如果保持架兜口磨损，产生锐边，油膜难以形成，滚动体在加速过程就会冲击保持架。

所以在本案例中，早期保持架缺陷可以在加速度波形中清晰的看到间隔保持架特征频率的高频冲击。

当保持架缺陷发展到后期，由于轴承保持架兜口大量磨损，且磨损严重，使得轴承游隙变大，特别是本案例中的双列圆锥轴承。

因为转轴都会有一定的离心力，在重力与离心力的共同作用下，轴承过大的间隙，转轴每转一圈就会产生一次冲击。

（个人觉得具体的受力分析与王总总结的轴承跑圈产生转频冲击的受力分析类似，在这里就不详细赘述了。

感兴趣的星友可以关注王少峰公众号查看该文章。

）又因为轴承保持架兜口已经严重磨损，其本身的特性是不均匀的，转频的冲击力随保持架旋转到不同角度产生的冲击力不一样，所以在本案例中转频的冲击被保持架特征频率所调制。

由于轴承保持架所有兜口都有磨损，它相当于时域包络线较宽的脉冲，这就使得我们在看到4月28日的加速度波形时只看到了表象即间隔为转频的冲击。

6.关于想法的证明。

为了验证这个想法，我将4月28日3Ha的原始数据导入MATLAB中，利用在MATLAB中编写的程序将原始数据转换成peakvue，以窥探轴承具体缺陷的根源，来证明上面的想法。

虽然受制于本人matlab的使用水平，采样频率也达不到102400HZ，但还是可以窥见一二的。

如上图，绿色箭头与红色箭头的频率间隔是为6.25HZ很接近该双列圆锥轴承的保持架频率。

通过peakvue的频谱图也证明了上面的想法，即在轴承保持架缺陷发展到后期，保持架特征频率会调制该轴转频。

个人理解这种情况只会发生在水平放置的轴系中，对于垂直放置的转轴，不会产生这种情况。

7.补充
4月12日，4月28日3Hv对比如下：
4月12日3Hv
4月28日3Hv
4月28日3Hv频谱图中可以看见转频的谐波。

有轻微的松动缺陷。