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细说振动位移加速度-三大轴承使用误区快看看你有没有踩中!

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细说振动位移加速度-三大轴承使用误区快看看你有没有踩中!详情

来源:f88娱城2官网  作者:f88娱城2官方网站  2022-08-18 01:34:02

  在以前的文章中我们介绍过振动位移、速度、加速度信号在进行振动分析中的选择及其原则。事实上,只要了解这三者的本质含义和差异,那么这些对应的选择问题就迎刃而解了。因此本文从振动的位移、速度、加速度的含义和关系方面进行一定的介绍。

  首先,假设某质点初始位置为横轴上某个位置,当振动开始之后,质点在任意时刻距离在振动方向上和初始位置之间的距离差A就是位移。质点到达这个位置所有时间t,那么此时这个质点的速度就是A对t的微分。同样的逻辑,质点振动速度对于时间的微分就是振动的加速度。相反的,振动的加速度是振动速度对时间的积分,振动的速度是振动位移对时间的积分。

  上面的图是这个振动的时域图,不难发现,这个振动中,质点距离原始点最大的距离A是正弦波的幅值。这个质点在通过0位置的时候,速度达到最大值。质点在前一个峰值的地方,达到加速的最大值。换言之就是振动的速度超前位移90°,振动的加速度超前速度90°。

  从前面的定义可以看出,振动的位移是振动中质点距离初始位置之间的距离。在整个时域中,振动的位置不断变化,每时每刻都有一个位移值。其中,质点距离初始位置最远的距离,对于机械设备来说,在整个振动所有位移值中,是影响最大的。同时对于一个振动而言,设备经历的最大变形量是两个峰值之间的距离,也就是这个振动位移量的峰峰值。在上图的振动波形中就是横轴两侧,振动幅值的绝对值之和。设备经历振动的最大变形量对设备自身的影响最大,因此在对振动进行位移值测量的时候,一般取峰峰值。

  在振动速度的含义里我们介绍了,振动的位移对时间的微分就是振动的速度。从物理含义上来看,振动的速度涵盖了振动的位移和频率两个因素。有效值的概念其实是一个等效的概念,将一个交变的量等效为一个等效值。对于振动而言,我们知道振动速度是一个往复交变量,因此我们用一个有效值等效速度实际值,代表这段时间内振动的速度情况。

  当然速度值也有峰峰值,可是对于一个时间段内,速度的峰峰值对设备的影响在峰峰值出现的时候发生,无法描述振动速度的总体,因此我们用有效值来等效。

  在一段振动中,质点速度的变化越剧烈,对材质本身的影响越大,考虑振动对设备的影响,取振动加速度的峰值来衡量振动加速度对设备的影响。

  事实上,如果读者用质点质量乘以加速度就会得到一个力的单位。不难发现,振动的加速度实际上是振动的“冲击性”,对设备的最大冲击,就是这个冲击量的峰值。

  因此可以发现,振动的加速度对振动的频率敏感性最高,速度其次,再次是位移。

  (运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦CA CC E MB MA)

  在机械设备中轴承的使用很常见,可是总有一些人会误解轴承使用上的一些问题,比如下文中介绍的三种误区。

  提出这个问题的人,对轴承还是有些了解的,但要回答这个问题,却不容易。必须得说轴承既是标准件,又不是标准件。

  这里面说到,标准件的结构、尺寸、画法、标记等各个方面完全标准化。是指同一个型号轴承,同一个尺寸结构,具有安装互换性。

  比如608轴承,其外形尺寸均为内径8mmx外径22mmx宽度7mm,也就是说你在SKF家买的608轴承和在NSK家买的608轴承外形尺寸是一样的,也就是长的一个模样。

  第二层含义:轴承不是标准件。第一层含义说了,对于608轴承而言,外形尺寸一样的,内部可能不一样!真正能保证你长期使用的是内部结构参数。

  同样一个608轴承,内部可以千差万别。比如,游隙可以有MC1,MC2,MC3,MC4,MC5根据配合公差进行选择;保持架可以是铁制的或是塑料的;精度可以有P0,P6,P5,P4等根据用途进行选定;油脂可以从高温到低温上百种根据工况进行选择,并且油脂封入量也各不相同。

  从这个意义上来讲,我们又说轴承不是个标准件。根据具体的使用工况,可以提供不同性能的608轴承供君选择。而如要使其标准化,必须限定轴承的各个参数(尺寸,密封形式,保持架材料,游隙,油脂,封入量等)。

  结论:对于轴承而言,各位一定不可简单视其为标准件,一定要明白其非标件的含义,才能在选择轴承时,上对花轿嫁对郎。

  举个例子:你去买车,4S店销售和厂家吹嘘质保3年或10万公里,你用了半年发现轮胎坏了,找4S店索赔,却被告知不在质保范围内,你很生气,发誓要怼天怼地怼4S店,却被4S店给怼了回来。保修手册明白写着质保3年或10万公里是有条件的,为整车核心零部件(发动机,变速箱等)质保,你这轮胎是易损件,不在质保范围。

  其实,3年或10万公里是有条件的。所以很多人经常问的“轴承能用10年吗?”也是要有条件的。

  这个问题是轴承的使用寿命问题,对于轴承的使用寿命而言,必须是一定使用条件下的使用寿命,抛开使用条件谈轴承使用寿命就是在耍流氓。同样,这10年还要根据产品具体的使用频率,换算为小时数(h),因为计算轴承寿命时计算不出年头,只能计算出小时数(h)。

  那计算轴承的使用寿命,都需要啥条件呢?计算轴承的使用寿命一般需要知道轴承使用时的受力情况(轴向受力Fa和径向受力Fr),转速情况(跑多快,匀速跑还是变速跑),温度情况(工作时的温度)。如果是开放式的轴承,还需要了解用的啥润滑油,清洁度怎样等等。

  寿命一:轴承的基本额定寿命L10(考核轴承多久发生材料疲劳剥落),具体计算公式如下(来源自SKF综合样本):

  要明白,轴承的基本额定寿命就是考核轴承的耐操程度,一般给出90%可靠性的理论计算寿命。仅有这个公式可能还不够,比如SKF或NSK可能会给出各种修正系数。

  寿命二:平均润滑脂寿命L50(考核润滑脂多久会干涸掉),每个轴承厂家的计算公式还都不一样,下面以NSK样本书给出的计算公式说明:

  轴承的平均润滑脂寿命L50基本就决定了轴承的最终使用寿命,质量再好,不给润滑油(油脂干涸掉了),干摩擦能摩擦多久?所以这个平均润滑脂寿命L50基本被认为是轴承的最终使用寿命(注:平均润滑脂寿命L50为可靠性为50%的经验公式计算寿命,仅供参考用,实际试验评价时离散性较大)。

  结论:轴承能使用多久,你说了不算,我说了也不算,轴承实际使用条件说了算。

  轴承轻轻一压就容易有异音,说明轴承内部产生了伤痕,那么,轴承内部的伤痕是怎么产生的呢?

  正常安装轴承时,如果内圈是配合面,那么就会压内圈,外圈不受力,也就不会产生伤痕,如下图。

  但,如果不是这样,而是让内外圈相对受力了呢?那就会如下面这样的图示,产生了布氏压痕。

  是的,你没看错,就是这么残酷的现实,如果轴承的内外圈相对受力,只需轻轻一压,轴承就容易在钢球表面和滚道面产生损伤压痕(专业名字叫布氏压痕),进而产生异音。所以,任何可能使轴承内外圈相对受力的安装姿势,都可能使轴承内部产生损伤。

  结论:目前,轴承异音中约60%左右为安装不当导致的轴承损伤所致。所以,与其费劲心思找轴承厂家的麻烦,倒不如借助轴承厂家的技术力量来检验自己的安装姿势,是否存在风险和隐患。

  上图为同一个幅值为10um振动的位移信号、速度信号和加速度信号的频谱。可以清楚地看到,相同的三个频率分量中,加速度信号里表现强烈,速度信号表现适中,位移信号并不敏感。

  对于旋转设备而言,加速度对于高速设备的振动更加敏感,位移信号更加适用于低速振动的场合。返回搜狐,查看更多

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