在滾動軸承故障診斷中高頻譜峰群的出現預示著什么
2026-03-13
軸承早期故障振動信號，由于受到周圍環境的干擾及系統復雜性的影響，使得在低頻域(約1Hz～1kHz)尋找反映滾動軸承故障特征的頓率變得非常困難．通過大量試驗發現，當軸承元件疲勞后，在作為其二次效應的振動信號中的中高頻段存在著一種重要的信息特征一某高頻譜峰群，如圖1所示，在約1.5kHz～3.0kHz之間存在著一明顯的譜峰群．該高頻譜峰群的中心頻率具有如下特點：
1、在其它條件相同的情況下，在一定范圍內不隨疲勞面積和軸承內圈轉速的變化而改變。
2、對于同種系列的軸承，其中心額率的數值隨軸承型號尺寸的增大而降低。
3、中心頻率的數值與力錘激振試驗測得的相應軸承外圈徑向彎曲固有振動的一階頻率極為相近。
4、譜峰群以軸承外圈徑向彎曲固有額率作為中心額率，相鄰邊頻之間隔與軸承元件表面疲勞剝落引起的沖擊間隔頻率具有一一對應關系。
因此，振動加速度信號的自功率譜圖在較高頻段內突然出現的大量峰群，是與軸承結構(主要是外圈)和支承元件(軸承座)所形成的振動系統的某階固有振動有關。可以肯定，中高頻段存在的高頻譜峰群是軸承出現疲勞后的一個非常有價值的信息特征。因此分析存在于中高頻帶的高頻譜峰群的特征，進一步明確高頻譜峰群與滾動軸承固有頻率以及與故障元件之間的關系，對于診斷滾動軸承元件的疲勞缺陷具有重要意義。
當軸承元件產生疲勞剝落時，就會產生周期性脈沖信號，圖2所示為308型軸承外圈表面疲勞剝落后產生的周期脈沖信號，對其進行FFT分析，在中高頻率出現如1(b)所示的高頻譜峰群。
對軸承(308型)進行力錘激振實驗，所得頻譜如圖3所示，測得軸承外圈的一階徑向固有顛率為2000Hz，圖中3840Hz是由于308軸承安裝在軸承振動試驗臺的軸承套圈內，套圈的一階徑向頻率。
因此，高頻譜峰群的中心頻率值與軸承外圈的徑向彎曲固有頻率值近似相等，高頻譜峰的出現是故障軸承元件發出沖擊脈沖信號引起軸承外圈共振的結果。
軸承在實際運行過程中。當軸承元件(滾珠、內圈、外圈)因疲勞產生剝落時，一般情況下其振動信號為周期性沖擊信號，沖擊周期與軸承的故障元件具有一一對應關系。每當出現一次沖擊。就會引起軸承外圈的振動。
來源：振動診斷與轉子平衡
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