機車滾動軸承故障的產生及診斷方法(二)

　　目前國內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，但缺乏有效的預防作用，一旦在運行中軸承溫度過高和噪聲很大，一般都認為機車軸承都已達到比較嚴重的損壞程度。而利用測量振動參數的方法，是當機車在中小修時對軸承進行檢測，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，是一種既簡便又實用的檢測方法。

　　3.1機車軸承的診斷方法

　　機車軸承的方法主要有兩種：(1)機車軸承的簡易診斷，(2)機車軸承共振解調譜分析技術-----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的大小，與標準值(門限值)比較來判斷軸承的狀態，在對機車軸承的簡易診斷中，主要選擇了時域波峭度系數參數的KV、、、加速度有效值參數Xrms兩個指標來作為故障判斷參數，其中峭度指標KV是無量綱參數，對軸承的早期故障敏感，而對運行工況不敏感，當軸承齒面工作表面出現故障時，每轉一周將產生工作面缺陷處的沖擊脈沖，故障越大，沖擊響應幅值越大，KV值上升越快，但隨著軸承故障后期的嚴重劣化而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，穩定性較好。總之，要取得簡易診斷的可信較果，同時應用峭度系數與有較值是合適的，它兼顧了診斷參數敏感性與穩定性。

　　簡易診斷有比較好的一面，但也存在許多的不足之處，當軸承進行簡易診斷時，會出現以下幾種情況；(1)軸承參數超值有故障，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，(如轉子動不平衡、軸不對中碰磨等)。(3)傳感器置于機座時，測得的故障信號有強有弱(內圈最小、滾子較強、外圈較大)，這樣按參數判會產生誤差。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，必須進行精密診斷。

　　3.1.2精密診斷

　　當軸承表面損傷，如疲勞剝離、局部磨損、表面腐蝕等故障時，軸承及滾動休旋轉就會輪番碾壓這些表面損傷處，高速的內圈旋轉會使這種碾壓產生沖擊，這種故障沖擊引起的縱波在材料尚未發生形變之前就以聲速向外發射，有著陡峭的前沿波形和極其豐富的頻譜，隨著材料內部阻尼作用下，沖擊發生的縱波急劇衰減，因此使傳感器接收到沖擊力脈沖信號。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，而軸承系統和各類傳感器的固有頻率很低，所以軸承系統和各類傳達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波形通過，并將低頻故障沖擊信號放大并提高為振動系統的較高頻率的響應衰減振蕩，包絡解調則將這一較高頻率響應再放大為展開的低頻信號，經過頻率分析儀變換為低頻譜，也就是解調譜。

　　4機車軸承診斷案例

　　下面的案例是2002年元月27日東風7D0034機車第四位左側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，轉速500轉/分。

　　時域波形檢測出的診斷參數，峭度系數為6.63,而且高峭度也嚴重超標，因此檢測結果為不合格。同時細化譜圖中看出解調譜所示峰值為60HZ，且1、2、3階峰值間隔均為60HZ，按照機車軸承故障頻率表中計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現外圈滾道有點蝕碾壓痕跡。

　　5結束語

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