低速重载大轴承故障特征与诊断探讨
甘晓晔 寇 惠
摘要 低速重载大轴承由于结构和工作条件特殊，故障机理复杂，诊断难度较大。本文经理论推导和在微机上使用ALGOR FEAS软件，首先确定了大轴承特征频率，接着用振动和声发射法理论诊断出大轴承故障的类型和部位。经过现场实际验证，理论分析结果基本正确，从而探索出一套诊断此类轴承故障的方法。
连铸机钢包回转台用大轴承的结构如图1所示。它有上中下三排直径不等的圆柱滚动体，内圈由上圈和下圈组成，外圈和大齿圈是一个整体。大轴承工作时内上、下圈固定不动，大齿圈旋转，上下两排水平放置的滚动体主要承受轴向载荷和较大的倾翻力矩，垂直放置的中排滚动体主要承受径向载荷(外载荷约300t)。运转速度低(1r/min)，且不连续。因此说该大轴承是一个多点接触的弹性体，其附带的大齿圈又与大型金属结构件相连，所以其刚度的变化对力的分布影响很大，故障机理复杂，诊断难度较大。
从现场提供的资料看，大轴承常见的故障有：内上、下圈和外大齿圈各滚道面的磨损、剥落，保持架断裂等等。根据此故障特征，本文提出用目前理论和技术都较成熟的振动法和对裂纹、剥落反应较敏感的声发射法来诊断大轴承的故障。
一、大轴承特征频率的提取
大轴承由于其自身的特点，虽然在结构上与一般滚动轴承有较大差别，但其工作原理和运动方式与普通滚动轴承相似。一般滚动轴承产生的振动无外乎有两种：一是由于轴承滚动元件的表面质量引起的随机振动，但一般振级很小；二是由于外力(或故障产生的冲击力)的激励而引起的轴承某个元件在某固有频率上的振动。大轴承由于其结构特殊不能套用现成的理论公式，因此笔者在微机上运用ALGOR FEAS软件，对大轴承各元件固有频率进行了理论计算。该理论计算结果(见表1)经过了实测验证。
