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典型轴承故障及其频谱识别,机械维修中怎样判断轴承是否损坏

作者:佚名    文章来源:网络整理    点击数:    更新时间:2025/10/28

以下是最常见的轴承故障类型及其在频谱图中的识别特征:

外圈故障:频谱中可见多个外圈故障频率(BPFO)的谐波峰值,通常为 8 到 10 个谐波

内圈故障:频谱中出现多个内圈故障频率(BPFI)的谐波(通常也是 8 到 10 个谐波),并伴有以 1x RPM 为间隔的侧带调制

滚动体(球或滚子)故障:频谱中出现滚动体故障频率(BSF)的多个谐波。最大幅值的谐波通常对应于劣化滚动体的数量。这类故障往往会伴随滚道(道面)上的损伤

保持架故障:频谱中出现保持架故障频率(FTF)及其谐波。保持架故障通常伴随有滚道损伤,FTF 也可能调制这些故障频率,导致频率的和频与差频出现

多部件故障:轴承中多个部件劣化非常常见,频谱中将会同时出现多个故障频率及其对应谐波。

松动故障(Looseness) 可分为以下几种情况:

  • 轴承内部游隙过大:频谱中出现同步振动(转速频率的整数倍)亚同步振动(如 0.5x RPM)和非同步振动(如 1.5x RPM、2.5x RPM、3.5x RPM 等)。有时这些频率还会被 FTF 调制。

  • 轴与轴承之间松动:频谱中出现多个转速频率的谐波,通常以 3x RPM 为主峰值

  • 轴承与机壳之间松动:出现多个旋转频率的谐波,1x 和 4x RPM 的峰值最为明显

轴承对中不良(Misalignment):如同在“对中不良”章节所述,该类频谱特征表现为多个旋转频率谐波,最显著的频率通常为 NB × RPM,其中 NB 为轴承中的滚动体个数。

润滑不良:润滑问题表现为高频振动(通常在 1 kHz 至 20 kHz 之间),频谱中出现一组组间隔有序的峰值带,这是由于轴承在该频段的固有频率被激发所致。

 

上图:外圈故障

 

上图:内圈故障

 

上图:滚动体(球或滚子)故障

 

上图:保持架故障

轴承外圈故障照片 

外圈故障示例

轴承保持架损伤示例 

保持架损伤示例

轴承损坏照片 

严重劣化状态下的轴承

轴承损坏演变照片 

轴承故障的演变过程

轴承状态分析的频率带区

将频谱的整体值划分为多个频率带区,有助于我们提前识别常见问题的频率分布范围,甚至在观察具体频谱和波形之前就初步判断问题所在。针对典型机械设备,若目标是同时监测低频/中频问题(如不平衡、不对中、松动等)与高频问题(如轴承故障),建议采用下表所列的频率带区:

频谱参数 频带范围
不平衡、不对中、松动、摩擦及皮带磨损 1.5 到 2.5× RPM
不对中和松动 1.5× 到 2.5× RPM
松动、不对中和 BSF 2.5 到 4.5× RPM
BPFO、BPFI 和 BSF 的一阶谐波 4.5 到 20.5× RPM
轴承故障频率的高阶谐波,以及电气问题相关频率 20.5 到 50× RPM
高频频谱带(以加速度单位 G 表示),用于识别早期轴承劣化、气蚀或润滑不足 1 到 20 kHz
Tags:轴承,机械维修,轴承故障  
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