毕业设计（论文）中文题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施
学院：远程与继续教育学院
专业：机械设计及其自动化
姓名：廉洪俊
指导教师：林桂清
2009年11 月10 日
毕业设计(论文)成绩评议
毕业设计(论文)任务书
本任务书下达给：07秋级本科机械设计及自动化专业学生廉洪俊
设计（论文）题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施
一、设计（论述）内容：
结合我国铁路货车滚动轴承的发展现状，通过对铁路主要货车滚动轴承的了解，正确地分析现阶段铁路货车滚动轴承的特点，有针对性地研究分析滚动轴承常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、基本要求：
随着我国铁路货运向高速重载方向发展，滚动轴承各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。为此，有必要对滚动轴承的各类故障进行研究分析并提出解决措施。要求能根据各型铁路货车实际运行中，滚动轴承出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了滚动轴承的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。
三、重点研究的问题：
结合铁路运输生产力布局调整，针对铁路货车滚动轴承出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。
四、主要技术指标：
（无）
五、其他要说明的问题
论文要用统一的毕业论文用纸，用中文打印（B5）或手写。手写每页
20行，每行20－22字，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印正文用宋或楷体小四号字，版面上空2.5cm，下空2cm，左右空2cm(靠装订线一侧增加0.5cm 空白用于装订)。
对字体和字号的要求如下：题目用一号(分两行书写时用小一号)黑体字；第一层次(一)题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；第二层次(（一)）题序和标题用小三号黑体字；第三层次(1)题序和标题用四号黑体字；第四层次(（1）)题序和标题用小四号黑体字；第五层次以下标题和题序与第四层次同。
下达任务日期：2009年06月27日
要求完成日期：2009年11月10日
答辩日期：2009年11月28日
指导教师：林桂清
开题报告
题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施
报告人：廉洪俊2009年08月
24 日
一、文献综述：
随着铁路货车向重载、高速的方向发展以及车辆使用率的提高,车辆在运用中出现的车辆故障也日益突出,特别是滚动轴承故障的大幅度增加,使运用部门做好滚动轴承的防燃、防切工作成为一项重要的攻关课题。货车使用滚动轴承以无轴箱双列圆锥滚子轴承为主，从以前的197720、197726、197730型到提速货车的滚动轴承，有国产352226XZ-2RZ型及引
进国外技术生产的SKF197726型以及进口AP130、AP150和TUB150型等。在当前运用中有4种即352226XZ-2RZ和353130B紧凑型滚动轴承已成为当今提速货车的主流。
二、选题的目的和意义：
滚动轴承是密封式结构,如何在日常检查中及时准确地发现故障,并有效地防止滚动轴承故障，确保行车安全畅通这个课题就摆在了我们面前。铁路货车是铁路货物运输的运载工具，轮对、滚动轴承是铁路货车走行部上重要的并且是可互换的部件，其技术状态直接影响到车辆的运行安全。经过近几年来铁路大规模的货车改造，货车轴承已基本实现了滚动化，滚动轴承故障已成为影响铁路运输畅通和安全生产的关键因素。正确分析和判断处理列车队中发生的滚动轴承故障，减少中途停甩车，防止燃、切轴事故的发生是列检所的重要职责。本文通过对滚动轴承的构造、工作原理和热轴原因分析，运用列检所如何进行判断和处理的经验,针对货车滚动轴承热轴故障并根据检修工作特点提出了具体改进建议。
三、研究方案：
首先进行资料的收集和整理，包括国内外滚动轴承的发展，滚动轴承的使用和分析，关键是弄清滚动轴承在转向架中的作用及其原理，了解电机悬挂方式的选择和特点，确定本次设计的悬挂方式，接着便可以拟定设计方案，选择合适的材料，画出草图，包括滚动轴承零件图，车轴零件图，轮对装配图，对轮对的受力进行分析，然后进行轮对的建模和强度的有限元分析，之后进行优化设计，最后完成滚动轴承的总体设计并撰写说明书。
四、进度计划：
6月27日－8月25日
分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。
8月26日－10月10日
划分论点，进行方案论证，撰写论文。
10月11日－11月10日
划分论点，进行方案论证，撰写论文撰写毕业论文并征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。
五、指导教师意见：
题目符合当前铁路的发展要求，研究方案可行，进度安排合理，可以进行下一步工作。
指导教师：林桂清
中期报告
题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施
报告人：机械设计及其自动化廉洪俊
一、总体设计
本文结合国内外铁路货车滚动轴承的发展现状，通过对铁路主要货车滚动轴承的了解，正确地分析现阶段铁路货车滚动轴承的特点，有针对性地研究分析滚动轴承常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、基本框架
1. 货车常用的轴承、构造及工作原理；
2、故障的预防、发现和分析处理方法；
3、国内事故案例；
5. 列检发现滚动轴承故障的重要性；
6. 列检发现滚动轴承故障的可行性；
7.通过提高人员的素质，消除安全隐患。
三、进展情况
已经完成货车滚动轴承构造及功能的总结分析、搜集国内外铁路货车滚动轴承的发展现状这一部分及滚动轴承的结构、性能及优缺点，其他部分还在进行资料搜集汇总，只有个别部分成形，后面还需继续努力。
四、指导教师意见
论文按照进度计划进行，确定的整体思路符合任务书的要求，框架结构合理，可以进行论文的撰写工作。
结题验收
一、完成日期
2009年11月10日
二、完成质量
论文基本上符合要求，结构完整，层次清楚。能运用所学专业理论知识结合铁路企业特点完成论文，具有一定的分析问题解决问题的能力。
三、存在问题
理论较详实，如能用实际运用中具体案例说明问题会更好。
四、结论
毕业论文进行过程中，态度积极认真，按照任务书的要求，广泛查找资料，总结现场存在的问题，并及时与老师联系、沟通。按时完成了开题报告、中期报告、初稿的写作，并对初稿进行了反复修改，基本上达到了论文的写作要求。经检查可以结题。
指导教师：林桂清
2009年11 月5 日
摘要
我国目前拥有各型铁路货车约40多万辆，随着铁路货车向重载、
高速的方向发展以及车辆使用率的提高,车辆在运用中出现的车辆故障
也日益突出,特别是滚动轴承故障的大幅度增加,使运用部门做好滚动
轴承的防燃、防切工作成为一项重要的攻关课题。
滚动轴承是密封式结构,如何在日常检查中及时准确地发现故障,
并有效地防止滚动轴承故障，确保行车安全畅通这个课题就摆在了我们
面前。铁路货车是铁路货物运输的运载工具，轮对、滚动轴承是铁路货
车走行部上重要的并且是可互换的部件，其技术状态直接影响到车辆的
运行安全。经过近几年来铁路大规模的货车改造，货车轴承已基本实现
了滚动化，滚动轴承故障已成为影响铁路运输畅通和安全生产的关键因素。正确分析和判断处理列车队中发生的滚动轴承故障，减少中途停甩车，防止燃、切轴事故的发生是列检所的重要职责。本文通过对滚动轴
承的构造、工作原理和热轴原因分析，运用列检所如何进行判断和处理
的经验,针对货车滚动轴承热轴故障并根据检修工作特点提出了具体改
进建议。
关键词：滚动轴承构造工作原理热轴原因分析判断处理改进建
议
目录
摘要....................................................................................................................................... I Abstract............................................................................................................................... II 第一章当前运输形势分析.. (1)
1.1 运输形势 (1)
1.1.1 牵引吨位的增加 (1)
1.1.2 列车运行速度的提高 (1)
1.1.3 列检负责区段的延长 (1)
第二章概论 (2)
2.1 货车常用的轴承、构造及工作原理 (2)
2.1.1 无轴箱滚动轴承的构造 (3)
2.1.2 无轴箱滚动轴承的工作原理 (4)
2.1.3 轴承检修管理机制 (4)
2.1.4 轴承的报废 (5)
2.2 轴承在运用中发热的原因 (5)
2.2.1 油脂过多 (5)
2.2.2 油脂缺少或变质 (5)
2.2.3 轴承轴向游隙过小 (5)
2.2.4 轴承内混有异物 (6)
2.2.5 轴承内部损坏 (6)
2.2.6 转向架状态不良 (6)
第三章故障的预防、发现和分析处理方法 (7)
3.1 故障的发现和处理 (7)
3.1.1 密封罩松动脱出和外圈缺损 (7)
3.1.2 油脂故障 (8)
3.1.3 保持架隔窗断裂 (9)
3.1.4 滚道擦伤、剥离 (9)
3.1.5 滚子剥离 (10)
3.1.6 滚子破裂或滚子缺损 (10)
3.1.7 内圈裂损 (10)
3.1.8 轴承内圈滚道及滚子表面剥离 (10)
3.1.9 套圈和滚子滚道表面划伤压痕 (11)
3.1.10 保持架裂损 (11)
3.1.11 滚动轴承电蚀 (11)
3.1.12 保持架破碎 (11)
3.1.13 运用中外观检查轴承零附件故障需退检轴承的条件 (12)
3.2 车辆中的车轮擦伤、剥离故障，对滚动轴承的危害 (13)
3.3 减少车轮擦伤、剥离，减少滚动轴承故障的对策 (13)
3.3.1 立即采取的措施 (14)
3.3.2 研究开发减少车轮擦伤、剥离的新产品、新技术 (15)
3.4 运用七字检查法，做到早期预防、早发现轴承故障。 (16)
3.4.1 听：抓好接车关 (16)
3.4.2 看：看外观 (17)
3.4.3 摸：轴温判断 (17)
3.4.4 捻：观察油脂 (18)
3.4.5 转：对轴承有甩油、异音、异状外观时要起轴确认 (18)
3.4.6 诊：结合实际分析判断 (19)
3.4.7 鉴：扣车后由有关技术人员对轴承进行鉴定确认 (20)
第四章事故案例 (21)
4.1 案例原因 (21)
4.2 轴承案例 (21)
第五章列检发现的重要性 (22)
5.1 发现滚动轴承的意义 (22)
5.2 发现滚动轴承的阶段 (22)
5.3 发现滚动轴承的隐蔽性 (22)
5.4 列检发现的可行性 (22)
第六章通过提高人员的素质，消除安全隐患 (24)
6.1 强化教育培训，提高防燃能力 (24)
6.1.1 强化职工的日常学习意识 (24)
6.1.2 职工的安全第一思想教育 (24)
6.1.3 加强职工技术业务的学习培训 (24)
6.1.4 积极开展好TQC质量管理活动 (24)
6.1.5 是搞好实物教学 (25)
6.1.7 做好经验传授 (25)
6.1.8 为现场配备先进的判断轴承故障的仪器设备 (25)
6.1.9 对于现场有明显外观异状的轴承 (25)
6.2 强化人机联控，提高防范能力。 (26)
6.2.1 强化设备监控 (26)
6.2.2 强化报轴鉴定 (26)
6.2.3 强化非重点卡控 (26)
6.3 卡死四个关键，消除安全隐患 (27)
6.3.1 卡死到位接车关 (27)
6.3.2 卡死外观检查关 (27)
6.3.3 卡死同对会诊关 (27)
6.3.4 卡死起轴鉴定关 (27)
第七章改进建议 (29)
7.1 前盖 (29)
7.2 密封罩 (29)
7.3 保持架 (29)
7.4 开发新材料 (30)
7.5 轮对检修 (30)
7.6 经验 (30)
7.7 列检应严格执行作业标准 (31)
7.8 提高滚动轴承的质量保证期 (33)
第八章结论 (34)
结束语 (35)
致谢 (36)
参考文献 (37)
第一章当前运输形势分析
1.1 运输形势
随着改革的深入，市场经济的建立，运输格局发生了急剧的变化，整个运输市场竞争激烈，铁路在发挥自己“拉得多、跑的快”优势的同时，运输结构发生了极大的变化。
1.1.1 牵引吨位的增加
为适应国民经济发展的需要，不断扩大运输能力，重载列车不断开行，列车牵引吨位已由过去的单列3千吨发展到现在的5-6千吨，提高
了60%-100%，并且在大秦线开通了万吨列车。
1.1.2 列车运行速度的提高
连续几年的提速工程，货车平均旅行速度已由原来的每小时29.9
公里，提高到现在的每小时51.3公里，列车运行速度提高了71.5%左右，其中最高运行速度达到了120Km ,则轴承所受冲击力就增加1 300～1 400 N ,当擦伤深度达到1 mm 时,冲击力将高达15 000～16 000 N。由
此可见,踏面故障对轴承保持架的危害是非常大的,随着列车速度的提
高其危害性还将增大,因为速度越高冲击力越大,冲击频率也越高,对轴
承的危害也就越大。(5)密封罩大量松动:近几年发现的176 件保持架破碎故障中密封罩全部松动,并有大量的油脂甩出。2001 年10 月22～24 日在调查的2 个列检所的330 列17 469 辆车中,共发现205 列315 辆存在密封罩松动故障,密封罩松动后,导致密封性能降低,油脂不断甩出,轴承内部润滑效果降低,保持架承受压力不断增大,造成保持架破碎，如图3-6所示。
图3-6 轴承保持架破碎
3.1.13 运用中外观检查轴承零附件故障需退检轴承的条件
⑴前盖、外圈、密封罩、后挡裂纹、碰伤、松动、变形。
⑵ 轴承密封失效、甩油、混砂、混水或油脂变质。
⑶ 轴端螺栓折断、丢失或全部松动。
3.2 车辆中的车轮擦伤、剥离故障，对滚动轴承的危害
⑴、车轮踏面擦伤、剥离后，轮对圆弧面上出现较大局部平面，使车轮不能圆滑滚动，增加冲击振动。若轮径840mm，擦伤深为2mm，其弦长82mm，即有82mm长的平面参与滚动。若擦伤超过2mm时，其弦长就会更长，增加车辆的冲击振动。运用中，车轮擦伤深度要求滚动轴承小于或等于1mm，车轮剥离是沿踏面圆周方向测量，运用限度要求滚动轴承一处不大于50mm，二处每处均不大于40mm，在此限度内，不危及行车安全，超此限度便会加剧车轮与钢轨间的振动，使轮毂与车轴配合出现移动或轴身弯曲，轮对内距尺寸发生变化，易使轴承出现故障。如滚动轴承热轴、冷切，滚动轴承保持架裂损，严重者出现折轴，造成车辆颠覆。
⑵、车辆踏面擦伤后加剧了车轮圆周磨耗，破坏了磨耗型踏面的作
用，当圆周磨耗到8mm以上时，往往出现靠近轮缘处凹下，外侧高起，这样，就失去了磨耗型踏面的作用，在曲线上两轮不能同时滚动，外轮产生滑行，造成车轮踏面擦伤，在直线上出现导前滞后现象不能自行纠正位置，加剧轮缘与钢轨的磨耗。车轮踏面圆周磨耗超限后使轮缘的相对高度增加，易与鱼尾板连接螺栓之螺母相碰或切断螺栓。
3.3 减少车轮擦伤、剥离，减少滚动轴承故障的对策
根据我国国情利用国外先进经验，拟从两个方面入手：一是当前立即采取可以操作和见效的应急措施；二是经过试验研究后加以采取的措施，其核心是防滑、增粘、改进车轮材质等，以减少车轮擦伤剥离的产生。
3.3.1 立即采取的措施
（1）、应对列车制动系统的可靠性进行全面调查及检测
运用部门所反映的情况表明，因制动操作不当、制动系统故障而导致的车轮擦伤故障率最高，且后果也最为严重，所以应对列车制动系统的可靠性进行全面调查检测。主要检查是否有以下故障：基础制动杠杆抗平衡、个别车辆缓解不良、制动机及阀件故障、闸瓦厚度超限、同一列车中各种车型制动率不统—、各车辆制动缸活塞行程不统一、空重阀作用不可靠、闸瓦间隙自动调整器故障或调整不当等，上述故障往往使车辆制动作用不协调，不仅易造成列车纵向冲动加剧，而且易造成制动率偏高、制动力过大的车辆发生车轮滑行擦伤。因此，运用部门应切实加强上述检查，强化闸调器试验质量标准，不得减少试验次数和缩短试验时间。对闸调器要按规定施修，定期检修时必须实行换件修，即：使用满五年的一律拆下大修，不到五年且作用良好的，要做好制动性能试验。以消除事故隐患，保证行车安全。
（2）、严格控制转向架及轮对的制造、检修质量
运用和试验结果都表明，转向架及轮对的技术状态优劣，不仅直接关系到行车安全，而且对车辆的运行品质、对车轮的擦伤、剥离均有很大影响，尤其在提速和高速运行条件下，因为速度越高，动载荷越大，将加剧轮轨间接触疲劳引起的剥离。为此，应严格控制其制造、检修质量，在目前条件下，尤其对货车转向架在制造、检修时，其轮对的动平衡、同一轮对的轮径差、车轮加工的形位公差等均应严格控制，在段修或换轮时还应进行动平衡检验，以保证转向架及轮对一直处于良好的技术状态，改善运行品质，减少轮轨间作用力，从而降低车轮擦伤、剥离的程度。
（3）、加强各部门的联劳协作，要求机车司乘人员按要求使用列车制动系统，不随便使用紧急制动。
增加责任心，工作精力集中，充风时，不能对车辆制动机过充风。认真检修和调试机车上的列车试验器和机车空气压力调整阀，使其消除故障隐患。工务部门要加强对线路的维修保养，使其符合行车安全要求，不断改进线路质量；车站调车作业时，要控制好车速，减少对铁鞋制动器的使用，有条件的，在线路上装用对车轮无损害的减速顶。装载货物时，要使货物均衡装载，杜绝超载，偏载和集重现象的发生。
（4）、不断改进车辆制动机系统和走行部各装置。
为了适应大提速的要求，一是要尽快淘汰GK型制动机，逐步淘汰103型制动机，加快120型制动机改造，使列车整体制动性能协调一致，动作同步。二是要改进转向架结构，减少其振动，增加运行平稳性，如侧架增加稳定性，两侧架间需增加类似于弹簧托板作用的支撑装置：旁承增加液压旁承或橡胶旁承垫，减少上下旁承间隙或无间隙缓冲旁承；侧架与承载鞍间增加橡胶减振垫，以避免各部件刚性接触及运行中过大
振动或位移，使车轮与钢轨减少不必要的刚性力。
3.3.2 研究开发减少车轮擦伤、剥离的新产品、新技术
（1）、研制增粘块，提高防滑能力
由于开发货车防滑器增加了一套基础制动系统，转向架自重及制造维修成本也均有所增加，为此，日本在高速车上开发应用了增粘块，不但清扫了踏面，增加了粘着，而且简化了结构，降低了成本，建议对此进行研究。
（2）、研制高性能、高灵敏度的防滑器
借鉴客车防滑器运用的经验，开发研制货车车辆专用的防滑器。对于高速车辆，国外已开发性能更好、灵敏度更高的由微机控制的防滑系统，应加快我国在这方面的研制进程。
（3）、改进转向架性能，提高曲线径向通过能力
径向转向架在改善曲线通过性能、减少轮轨滑动、减少轮轨磨耗及车轮擦伤、剥离等方面均有明显效果，在提速及高速转向架的研制开发中，应尽量使之能实现径向(或准径向)的曲线通过能力，这是转向架改进与发展的一个重要趋势。
以上诸方面均可在不同程度上减少车轮的擦伤、剥离, 减少滚动轴承故障。
3.4 运用七字检查法，做到早期预防、早发现轴承故障。
3.4.1 听：抓好接车关
列检作业必须卡死提前出动，做好进入检查，接车位置要尽量避开噪音大的地方，避开钢轨接头处，目视轴承转动情况，耳听轴承运行声响，要特别注意列车二次启动时，车速较低时轴承的声音。特别注意听车速较快时轴承发出的哗啦声和车速较低时轴承滚子相互撞击发出的
咔哒声，对有异常的轴承可以跟车进行异音鉴别，对拿不准的轴承积极进行起轴鉴定。同时要做好三个区分即：
①有金属尖磨声时要区分轴承内发出的故障磨擦，还是轮缘磨啃钢轨的声音。
②有金属沙沙的磨擦声时要区分是密封罩脱出偏磨前盖声，还是闸瓦与车轮的磨擦声。
③有规律的金属打击声时要区分是轴承内外圈裂损、剥离发出的声响，还是车轮踏面擦伤剥离堆铁后打击钢轨声。
3.4.2 看：看外观
看轴承外圈、前盖、后挡、密封罩及轴端螺栓是否缺损、松动、裂纹、丢失、变形或异状；轴承有无甩油（油脂从密封罩和密封座间甩出）；车轮踏面有无陈旧性擦伤或局部凹下。
3.4.3 摸：轴温判断
滚动轴承的温度，主要是由滚子与内外圈滚道间的滚动磨擦，滚子与保持架间的滑动磨擦，滚子端部与内圈挡边间的滑动磨擦，以及滚子与润滑油脂间的磨擦等产生的热量引起的。同时和以下因素有关，重点要区分开不同的运转热温度：
①轴承上的载荷，区分空、重车。
②运行速度区分快、慢。
③线路状态是否良好，坡道、弯道等。
④气温风速：昼夜温差、风速大小。
⑤连续运行时间区别，远近途、小运转、站外停车等。
3.4.4 捻：观察油脂
在轴承外部及侧架、地板、车轮辐板附有大量被甩出的油脂时，可
用手指捻取油脂，当指纹中有金属亮点，且油脂呈银灰色时，为轴承滚子、保持架、内外滚道剥离脱落物所致，杂质使得轴承内部磨擦加剧，保持架破碎或滚子、滚道剥离。若油脂发黑，手指捻动时，可清楚地看清指纹，轴承状态正常。
观察甩出的油脂是否含有铁粉，也可以随身带一块磁铁，将油脂涂抹在纸片上，用磁铁吸纸片，如纸被吸住则油脂内含有铁粉，一般这样比较容易掌握而且容易判断。
3.4.5 转：对轴承有甩油、异音、异状外观时要起轴确认
确认轴承故障时，要以手感为主，听音为辅，手感判断要将精力集中于双手，双手用力压在轴承外圈外径下部位置，左右转动轴承多圈，耳听是否有不正常的声音和感觉手感的振动。
轴承转动检查，摘掉手套感受轴承内部有无故障，抓住三个关键：即：转动时要稳，以免轴承摆动产生其它声响；转动时要慢，感受轴承内部有无卡滞或振动；转动时要听，仔细听轴承内部有无滚子碰撞的声。
轴承内部故障的判别：
①转动轴承声音似蜂鸣（嗡嗡声），即为油封脱落。
②滚子哗啦哗啦往下落为保持架破碎。这是因为保持架破碎后失去了对滚子的定位作用，轴承转动时滚子之间发生相互撞击造成的声响。保持架破碎后有的轴承在转动时会发生卡滞，这是保持架破碎后脱落的金属碎块对滚子运转产生阻力所致，因此在转动轴承时要坚持手感与听音相结合的方式。
③滚道剥离时转动轴承外圈，手感有有规律的别劲，声响为有规律的咯哒声；滚子剥离转动外圈时，手感有无规律的别劲，声响为无规律的咯噔声（有时转动三、五圈才会发生一次）。
④保持架隔窗断裂转动轴承外圈时，会听到无规则的滚子下落声。
⑤密封罩偏磨转动轴承外圈时，会发出嘶嘶声响。
3.4.6 诊：结合实际分析判断
对红外线预报的参考轴及三级报轴车辆，班组长迅速到位，测量轴承实际温度，并对照值班员提供的轴温、环温、温升等参考温度，根据轴承的具体型号、标志板刻打内容、现场环境温度和轴承实测温度，进行综合分析判断。同时，强化全面查源，重点检查货物装载、旁承游间、轮对状态等，起轴检查轴承的径向游隙和轴向游隙，对轴承进行转动检查，进一步判断轴承的发热原因。这样既加强了长交路列车的防燃卡控，更注重了小运转列车预报热轴的防燃监控，对预报温升超过正常温升10℃以上的轴承，值班员及时向前方站了解列车运行途中有无停车、热轴等情况，班组长根据列车运行距离、装载货物情况及轴承的外观状态，判断轴承的技术状态，坚持做到没有找到发热原因不放过，没有把握的轴承不放行，防止发生中途热轴事故。
3.4.7 鉴：扣车后由有关技术人员对轴承进行鉴定确认
列检对扣车后的轴承要做好信息跟踪，会同轮轴专职分析轴承故障原因，掌握第一手资料，逐步积累发现故障的经验。
第四章事故案例
4.1 案例原因
在滚动轴承组件中，圆锥滚子、密封装置、保持架被密封，有故障也不能看到，而造成滚动轴承热轴、切轴的最终原因是轴承受到破坏。滚动轴承产生故障的初期，轴温没有明显变化，故障一旦恶化，轴温急剧上升，极易在很短时间、很短距离内造成切轴。
铁道车辆的车轴 车轴是轮对的主要配件，它除了车轮组成轮对外，两端还要与轴箱油润装置配合，保证车辆安全运行。按其使用轴承的不同，车轴分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。目前，我国铁路货车轮对绝大部分都采用滚动轴承及滚动轴承车轴，但也有极少数车辆还在使用滑动轴承车轴及滑动轴承(一般为重载车辆所使用)。 一、车轴各部名称及功用 (一)滚动轴承车轴 滚动轴承车轴如图1-2所示。 图1-2 滚动轴承车轴 1－中心孔；2－轴端螺栓孔；3－轴颈；4－卸荷槽；5－轴颈后肩；6－防尘挡圈座 7－轮座前肩；8－轮座；9－轮座后肩；10－轴身；11－轴端倒角 1．中心孔：加工车轴和组装、加工轮对时机床顶针孔支点，并可以作为校对轴颈、车轮圆度的中心。 2．轴端螺栓孔：安装轴承前盖或压板，防止滚动轴承外移窜出，如图2-2(b)所示。 3．轴颈：安放轴承，承受垂直载荷。 4．卸荷槽：为磨削轴颈时便于砂轮退刀，起退刀槽的作用，可以减少轴承内圈组装后与此处相互间的接触应力，有利于提高此处的疲劳强度，如图2-2(c)所示。 5．轴颈后肩：轴颈与防尘挡圈座间的过渡圆弧，可防止应力集中。 6．防尘挡圈座：安装防尘挡圈并限制滚动轴承后移。 7．轮座前肩：防尘挡圈座与轮座之间的过渡圆弧，可防止应力集中。 8．轮座：固定车轮，是车轴的最大受力部分。 9．轮座后肩：轮座与轴身之间的过渡圆弧，可防止应力集中。 10．轴身：车轴中间连接部分。 11．轴端倒角：轴端部设有1:10的倒角，其作用是在压装滚动轴承时起引导作用。
(二)滑动轴承 滑动轴承车轴与滚动轴承车轴各部名称与功用基本相同，所不同的有以下几点： 1．增设轴领：主要是防止轴瓦外移。 2．轴颈：安装滑动轴承的轴瓦。 3．没有轴端螺栓孔。 4．没有卸荷槽。 二、货车车轴型号 铁道部在新修订的车轴形式尺寸标准(GB 12814-1991)中，规定我国铁路货车用标准型滚动轴承车轴有四种，即RB2、RC2、RD2、RE2型滚动轴承车轴；标准滑动轴承车轴中现在还存使用的有四种，即D、E、F、G型滑动轴承车轴。滑动轴承现在主要用于重载车辆上，因此滑动轴承车轴都是大轴重车轴。各型货车车轴的轴重、各部主要尺寸和车轴的基本尺寸如表1-1、表1-2、表1-3及图1-3所示。 表1-1 表1-2 表1-3
滚动轴承故障诊断分析 学院名称：机械与汽车工程学院专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师姓名：
摘要 滚动轴承故障诊断 本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常见实例。通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述， 关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；特征； ABSTRACT ： The Rolling fault diagnosis In the thesis ,the fault types,diagnostic methods an d vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic m odels of faulty rolling bearings and lists some sym ptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration prin ciple of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this pa
简析滚动轴承故障诊断方法及要点 滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑，同时，它也是机器中最容易损坏的元件之一。许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。可见，轴承的好坏对机器工作状态影响极大。 通常，由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声，甚至会引起机器的损坏。而在精密机械中（如精密机床主轴、陀螺等），对轴承的要求就更高，哪怕是在轴承上有微米级的缺陷，都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。 最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位，依靠听觉来判断轴承有无故障。这种方法至今仍在使用，不过已经逐步使用电子听诊器来替代听棒以提高灵敏度。后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。这可以减少对设备检修人员的经验的依赖，但仍然很难发现早期故障。 滚动轴承在设备中的应用非常广泛，滚动轴承状态好坏直接关系到旋转设备的运行状态，尤其在连续性大生产企业，大量应用于大型旋转设备重要部位，因此，实际生产中作好滚动轴承状态监测与故障诊断是搞好设备维修与管理的重要环节。我们经过长期实践与摸索，积累了一些滚动轴承实际故障诊断的实用技巧。 一、滚动轴承故障诊断的方式及要点： 对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的实用方法是振动分析。 实用中需注意选择测点的位置和采集方法。要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集的信号准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点，在电机自由端一般有后风扇罩，其测点选择在风扇罩固定螺丝有较好监测效果。另外必须注意对振动信号进行多次采集和分析，综合进行比较。才能得到准确结论。 二、滚动轴承正常运行的特点与实用诊断技巧： 我们在长期生产状态监测中发现，滚动轴承在其使用过程中表现出很强的规律性，并且重复性非常好。正常优质轴承在开始使用时，振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值都较小，可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。 运动一段时间后，振动和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。 继续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化较缓慢，此时，轴承峭度值开始突然达到一定数值。我们认为，此时轴承即表现为初期故障。
货车滚动轴承两种常见故障原因及对策 滚动轴承是车辆的重要部件,其性能的好坏直接影响着列车速度的提高及运行安全。虽然随着技术、材料和工艺的发展,滚动轴承的各项指标已大有改观,但在运行中仍暴露出不少问题,尤其是近年来,几次提速后一些故障更加突出,对郑州北车辆段1998～2001 年发现的197726 型轴承保持架破碎故障和2001 年10 月22 日～24 日在郑州北车辆段列检所滚动轴承密封罩松动故障的调查分析见表1 所示。 表1 197726 型轴承故障调查统计表 2 原因分析 (1) 轴承密封罩松动增多的原因密封罩在一般检修时未及时更换新品;密封罩经整形后未复原或者一般检修及大修时外圈牙口与密封罩过盈配合过小造成松动;提速后密封罩中的密封圈与密封座摩擦加剧,从而带动密封罩一块转动,使得密封罩松动;按照规定列检只对密 封罩脱出的故障进行处理,而对密封罩松动故障不进行处理,导致已松动的密封罩松动加剧。 (2) 保持架破碎增多的原因 (a) 保持架本身设计强度偏低。 (b) 加工制造水平不高,保持架存在制造缺陷:据西南交通大学有关专家的研究,197726 型轴承保持架不但存在着冲压裂纹,还存在着较强的应力集中,与日本、德国、俄罗斯等国的同类产品比较,在表面粗糙度、缩孔、圆角、等分差等外观质量上也有明显的差距。 (c) 选用材料存在缺陷:197726 型轴承保持架系采用10 # 08A1 (特) 或L12A1 冷轧钢板冲压而成。SKF 公司曾对采用不同材质保持架的轴承进行断油运转试验,结果表明:钢保持架轴承只能维持2 h ,铜保持架轴承能维持6 h ,而塑钢保持架轴承能运转20 h。郑州北车辆段2000 年共发现70 起保持架破碎故障,其中69 件为钢保持架,占钢保持架总数的32 % ,只有1 件为塑钢保持架,占塑钢保持架总数的6. 25 % ,说明钢保持架强度不够,已不能适应铁路提速重载的需要了。 (d) 轮对踏面质量对保持架受力状况有较大影响:据调查,在郑州北车辆段发现的保持架破碎故障中有94. 5 %存在着轮对擦伤或剥离, 其中6417 %的轮对擦伤或剥离过限,随着列车速度的提高这一问题更加突出。另据有关资料介绍,轴承所受冲击力与车轮擦伤深度、车辆运行速度成正比,与车轮直径成反比。当列车在平直轨道上以80 km/ h 的速度匀速前进时,车轮踏面擦伤深度每增加0. 1 mm ,则轴承所受冲击力就增加1 300～1 400 N ,当擦伤深度达到1 mm 时,冲击力将高达15 000～16 000 N。由此可见,踏面故障对轴承保持架的危害
滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing 学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿
摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一, 旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。 关键词：滚动轴承故障诊断振动 Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％ 是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。如何准确判断出它的末期故障是非常重要的，可减少不必要的停机修理，延长设备的使用寿命，避免事故停机。滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的，因而对作为运转机械最重要件之一的轴承，进行状态检测和故障诊断具有重要的实际意义，这也是机械故障诊断领域的重点。 一滚动轴承故障诊断分析方法 1滚动轴承故障诊断传统的分析方法 1.1振动信号分析诊断 振动信号分析方法包括简易诊断法、冲击脉冲法（SPM法）、共振解调法（IFD 法）。振动诊断是检测诊断的重要工具之一。 （1）常用的简易诊断法有：振幅值诊断法，反应的是某时刻振幅的最大值，适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；波峰因素诊断法，表示的
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕业设计（论文）中文题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施 学院：远程与继续教育学院 专业：机械设计及其自动化 姓名：廉洪俊 指导教师：林桂清 2009年11 月10 日
北京交通大学 毕业设计(论文)成绩评议
北京交通大学 毕业设计(论文)任务书 本任务书下达给：07秋级本科机械设计及自动化专业学生廉洪俊设计（论文）题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施 一、设计（论述）内容： 结合我国铁路货车滚动轴承的发展现状，通过对铁路主要货车滚动轴承的了解，正确地分析现阶段铁路货车滚动轴承的特点，有针对性地研究分析滚动轴承常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。 二、基本要求： 随着我国铁路货运向高速重载方向发展，滚动轴承各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。为此，有必要对滚动轴承的各类故障进行研究分析并提出解决措施。要求能根据各型铁路货车实际运行中，滚动轴承出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了滚动轴承的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。 三、重点研究的问题： 结合铁路运输生产力布局调整，针对铁路货车滚动轴承出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。 四、主要技术指标： 1．论文题目一般不超过25个字，要简练准确，可分二行书写； 2．开题报告由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效； 3．摘要：中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词(3至5个)，英文摘要与中文摘要内容要相对应； 4．目录：按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等； 5．正文：论文正文包括绪论(或前言、慨述等)、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在15000字以上； 6．参考文献：必须是学生本人真正阅读过的，以近期发表的杂志类文
滚动轴承故障诊断1（之国外专家版） 滚动轴承故障 现代工业通用机械都配备了相当数量的滚动轴承。一般说来，滚动轴承都是机器中最精密的部件。通常情况下，它们的公差都保持在机器的其余部件的公差的十分之一。但是，多年的实践经验表明，只有10%以下的轴承能够运行到设计寿命年限。而大约40%的轴承失效是由于润滑引起的故障，30%失效是由于不对中或“卡住”等装配失误，还有20%的失效是由过载使用或制造上缺陷 等其它原因所致。 如果机器都进行了精确对中和精确平衡，不在共振频率附近运转，并且轴承润滑良好，那么机器运行就会非常可*。机器的实际寿命也会接近其设计寿命。然而遗憾的是，大多数工业现场都没有做到这些。因此有很多轴承都因为磨损而永久失效。你的工作是要检测出早期症状并估计故障的严重程度。振动分析和磨损颗粒分析都是很好的诊断方法。 1、频谱特征 故障轴承会产生与1X基频倍数不完全相同的振动分量——换言之，它们不是同步的分量。对振动分析人员而言，如果在振动频谱中发现不同步分量那么极有可能是轴承出现故障的警告信号。 振动分析人员应该马上诊断并排除是否是其它故障引起的这些不同步分量。 如果看到不同步的波峰，那极有可能与轴承磨损相关。如果同时还有谐波和边频带出现，那么轴承磨损的可能性就非常大——这时候你甚至不需要再去了解轴承准确的扰动频率。 2、扰动频率计算 有四个与轴承相关的扰动频率：球过内圈频率（BPI）、球过外圈频率（BPO）、保持架频率（FT）和球的自旋频率（BS）。轴承的四个物理参数：球的数量、球的直径、节径和接触角。其中，BPI 和BPO的和等于滚珠/滚柱的数量。例如，如果BPO等于3.2 X，BPI等于4.8 X，那么滚珠/滚柱 的数量必定是8。
第 117条列检作业场发现小件修范围内的铁路货车故障,须由现场检车员按照相应的质量标准进行修理。小件修范围规定如下: 1. 更换:钩舌销、车钩防跳插销、钩提杆复位弹簧、闸瓦、闸瓦插销、螺栓、螺母、圆销、开口销、止退开口销、制动软管胶圈等。 2. 补装:钩舌销、车钩防跳插销、车钩防跳插销吊链、钩体支撑弹簧鞍止挡块、钩提杆复位弹簧、钩提杆链、闸瓦、闸瓦插销、闸瓦插销环、下拉杆安全吊、下拉杆安全索、交叉杆安全链、交叉杆安全索、各风缸丝堵、主管卡子、主管卡子螺母、支管卡子、支管卡子螺母、连接管卡子、连接管卡子螺母、人力制动机制动轴链、制动拉杆链、制动拉杆链环、螺栓、螺母、圆销、开口销、止退开口销、塞门手把、制动软管胶圈、轴承挡键等。 3. 紧固:螺栓、螺母等。 4. 调整:钩提杆链松余量、制动缸活塞行程等。 5. 恢复:闸瓦插销正位、下锁销组成正位等。 6. 处理:制动支管、连接管漏泄,下拉杆安全吊、交叉杆安全链、制动梁安全链、吊架脱落等故障。第 118条所在站区无站修作业场的列检作业场, 发现符合摘车临修的故障后,经鉴定危及行车安全时,可送临时整修专用线路进行整修。对列车队中因处理故障超过列车技检时间,影响车站解体作业或正点发车的大件修范围的铁路货车故障,也可摘车送临时整修专用线路按大件修的要求进行修理。第 119条列检作业场对车站通知的因棚车漏雨、透光以及调车、装卸作业中发生铁路货车损坏丢失等故障,应及时派员确认,按照规定处理。 第 120条其他货车运用作业场发现铁路货车故障后,比照列检作业场的铁路货车故障处理种类和范围进行处理、统计和分析。 铁路货车故障处理标准 第 121条货车运用作业场发现的铁路货车故障, 须按以下标准进行修理:
第二组实验 轴承故障数据： Test2.mat 数据打开后应采用 X105_DE_time 作为分析数据，其他可作为参考，转速 1797rpm 轴承型号： 6205-2RS JEM SKF, 深沟球轴承 采样频率： 12k Hz 1、确定轴承各项参数并计算各部件的故障特征频率通过以上原始数据可知次轴承的参数为： 轴承转速 r=1797r/min；滚珠个数 n=9；滚动体直径 d=7.938mm；轴承节径 D=39mm；：滚动体接触角α=0 由以上数据计算滚动轴承不同部件故障的特征频率为：外圈故障频率 f1=r/60 * 1/2 * n(1-d/D *cos α )=107.34Hz 内圈故障频率 f2=r/60 * 1/2 * n(1+d/D *cos α)=162.21Hz 滚动体故障频率 f3=r/60*1/2*D/d*[1-(d/D)^2* cos^2( α)]=70.53Hz 保持架外圈故障频率 f4=r/60 * 1/2 * (1-d/D *cos α )=11.92Hz 2.对轴承故障数据进行时域波形分析 将轴承数据Test2.mat导入 MATLAB 中直接做 FFT 分析得到时域图如下：
并求得时域信号的各项特征： 1）有效值：0.2909； 3）峰值因子：5.2441；2）峰值： 1.5256；4）峭度： 5.2793；6）裕度因子：
3.包络谱分析 对信号做 EMD 模态分解，分解得到的每一个 IMF 信号分别和原信号做相关分析，找出相关系数较大的 IMF 分量并对此 IMF 分量进行 Hilbert 变换。 Empirical Mode Decomposition im 由图中可以看出经过 EMD 分解后得到的９个 IMF 分量和一个残余量。 IMF 分量分别和原信号做相关分析后得出相关系数如下： 由上表得：IMF1 的相关系数明显最大，所以选用 IMF1 做 Hilbert 包络谱分析。所得 Hilbert 包络谱图如下：
滚动轴承故障诊断与分析 Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing
学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿 :摘要,滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一 轴承的工作好坏对机器的工作状态有很旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，对滚动甚至造成设备损坏。因此, 大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声， 轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。关键词：振动滚动轴承故 障诊断 Rolling bearing is the most widely used in rotating Abstract:easily machinery of the machine parts, is also one of the most damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, even and of vibration or noise, produce its defect can equipment cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：％30滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约
铁路货车轮轴故障轴承鉴定分析 8.1鉴定要求 车辆轴温智能探测系统（简称THDS，下同）、车辆运行品质轨边动态监测系统（简称TPDS，下同）、车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统（简称TADS，下同）、货车故障轨边图像检测系统（简称TFDS，下同）预报故障甩车需退卸轴承的，须由铁路局车辆部门及时组织相关单位对故障轴承进行鉴定。 8.2参与鉴定单位 轴承新造或末次检修（大修和一般检修）单位、预报热轴红外线设备制造单位、轴承压装单位、轮轴末次装车单位及需参加鉴定的其他单位。 8.3信息查询 查询故障轴承装用车辆近期THDS、TADS、TPDS、TFDS对该轴承的历史预报情况。 8.4轮对及相应承载鞍外观检查和相关尺寸检测 8.4.1测量车轮直径、踏面圆周磨耗、轮辋、轮缘厚度等尺寸。 8.4.2检查轮缘、踏面、轮辋内外侧、车轴、轮毂、辐板内外侧等是否有损伤和外观缺陷。 8.4.3 检查故障轴承相应承载鞍内鞍面形状及与轴承外圈
接触状态。 8.5轴承外观技术状态检查 8.5.1核对轴承标记与标志板信息是否一致。 8.5.2外观检查轴承有无破损、磕碰等异状。 8.5.3转动轴承检查有无异音、卡滞等故障。 8.5.4 检查密封组成是否有松动、脱出、甩油、渗油现象。 8.5.5 检查前盖、后挡是否损伤、松动、不正位。 8.5.6检查轴端螺栓紧固状态，施封锁是否破损或丢失。8.6轴承开盖 8.6.1分解轴承前盖、轴端螺栓、施封锁和标志板，并妥善保存。 8.6.2检查轴承前盖内侧有无摩擦痕迹。 8.6.3检查轴承外侧密封组成技术状态。 8.6.4检查轴端螺栓是否有折断、螺纹损伤现象。 8.7轴承退卸 8.7.1轴承退卸前须做轴承内外侧标记、轴承与承载鞍配合位置标记。 8.7.2检查轴颈表面状态有无异状。 8.7.3检查轴承后挡内侧面有无磨擦痕迹等异状。 8.7.4检查轴承内侧密封组成技术状态。 8.8轴承称重 对整套轴承（包括密封组成）进行称重。
摘要：滚动轴承是旋转机械中使用最多，最为关键，同时也是机械设备中最易损坏的机械零件之一。滚动轴承质量的好坏对机械设备运行质量影响很大，许多旋转机械设备的运行状况与滚动轴承的质量有很大的关系。滚动轴承作为旋转机械设备中使用频率较高，同时也是机械设备中较为薄弱的环节，因此对滚动轴承进行故障诊断具有重大意义。 引言：故障诊断技术是一门研究设备运行状况信息，查找故障源，研究故障发展趋势，确定相应决策，与生产实际紧密相结合的实用技术。故障诊断技术是20世纪中后迅速发展起来的一门新型技术。国外对滚动轴承故障诊断技术的研究开始于20世纪60年代。美国是世界上最早研究滚动轴承故障诊断技术的国家，于1967年对滚动轴承故障进行研究，经过几十年的发展，先后研制了基于时域分析，频域分析，和时频分析的滚动轴承故障诊断技术。 目前国外已经研制出先进的滚动轴承故障诊断仪器，并且已经应用于工业生产中，对预防机械事故，减少损失起到了至关重要的作用。国内对故障诊断技术的研究起步较晚，20世纪80年代我过开始研究滚动轴承故障诊断技术，经过多年的研究，先后出现了基于振动信号的滚动轴承故障诊断，基于声音信号的滚动轴承诊断方法，基于温度的滚动轴承诊断方法，基于油膜电阻的滚动轴承诊断方法和基于光钎的滚动轴承诊断方法。从实用性方面来看，基于振动信号的滚动轴承诊断方法具有实用性强，效果好，测试和信号处理简单等优点而被广泛采用。在滚动轴承故障诊断中，比较常用的振动诊断方法有特征参数法，频谱分析法，包络分析法，共振解调技术。其中共振解调技术是目前公认最有效的方法。 振动检测能检测轴承的剥落、裂纹、磨损、烧伤且适于早期检测和在线检测。因而，振动诊断法得到一致认可。包络检测是轴承故障振动诊断的一种有效方法,实际中已广泛使用。当轴承出现局部损伤类故障后，振动信号中包含了以故障特征频率为周期的周期性冲击成分，虽然这些冲击成分是周期出现的，但单个冲击信号却具有非平稳信号的特性。Fourier变换在频域上是完全局部化的，但由于其基函数在时域上的全局性使它没有任何的时间分辨率，因此不适合非平稳信号的分析。短时Fourier 变换虽然在时域和频域上都具有一定的分辨率而由于其基函数只能对信号进行等带宽的分解。因此基函数一旦确定，其时域和频域分辨率也就不能变化，从而不能自适应地确定信号在不同频段的分辨率。小波变
毕业设计（论文）中文题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施 学院：远程与继续教育学院 专业：机械设计及其自动化 姓名：廉洪俊 学号：07611801 指导教师：林桂清 2009年11 月10 日
北京交通大学 毕业设计(论文)成绩评议
北京交通大学 毕业设计(论文)任务书 本任务书下达给：07秋级本科机械设计及自动化专业学生廉洪俊设计（论文）题目：货车滚动轴承热轴故障分析及解决措施 一、设计（论述）内容： 结合我国铁路货车滚动轴承的发展现状，通过对铁路主要货车滚动轴承的了解，正确地分析现阶段铁路货车滚动轴承的特点，有针对性地研究分析滚动轴承常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。 二、基本要求： 随着我国铁路货运向高速重载方向发展，滚动轴承各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。为此，有必要对滚动轴承的各类故障进行研究分析并提出解决措施。要求能根据各型铁路货车实际运行中，滚动轴承出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了滚动轴承的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。 三、重点研究的问题： 结合铁路运输生产力布局调整，针对铁路货车滚动轴承出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。四、主要技术指标： 1．论文题目一般不超过25个字，要简练准确，可分二行书写； 2．开题报告由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效； 3．摘要：中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词(3至5个)，英文摘要与中文摘要内容要相对应； 4．目录：按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等； 5．正文：论文正文包括绪论(或前言、慨述等)、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在15000字以上； 6．参考文献：必须是学生本人真正阅读过的，以近期发表的杂志类文
振 动 与 冲 击 第27卷第3期 J OURNAL OF V IBRAT I ON AND SHOCK Vo.l 27No .32008 声发射检测技术用于滚动轴承故障诊断的研究综述 基金项目:863计划(2006AA04Z438)资助;河北省自然科学基金(E2007000649)资助 收稿日期: 2007-06-25 修改稿收到日期:2007-07-12 第一作者郝如江男,博士生,副教授,1971年生 郝如江1,2 , 卢文秀1 , 褚福磊 1 (1.清华大学精密仪器与机械学系,北京 100084;2.石家庄铁道学院计算机与信息工程分院,石家庄 050043) 摘 要:声发射是材料受力变形产生弹性波的现象,故障滚动轴承在运转过程中会产生声发射。从几个方面综合 阐述了国内外轴承故障声发射检测技术的研究和发展现状,即轴承故障声发射信号的产生机理,故障声发射信号的传播衰减特性,声发射信号的参数分析法和波形分析法对故障特征的描述,轴承故障声发射源的定位问题,根据信号特征进行 故障模式识别以及声发射检测和振动检测的比较问题。通过分析总结出滚动轴承声发射检测技术下一步的研究方向,并指出滚动轴承故障的声发射检测是振动检测的有力补充工具,特别是在轴承低转速和故障早期的检测中更能发挥作用。 关键词:声发射;滚动轴承;故障诊断 中图分类号:TH 113,TG 115 文献标识码:A 滚动轴承是各种旋转机械中最常用的通用零部件之一,也是旋转机械易损件之一。据统计,旋转机械的故障有30%是轴承故障引起的,它的好坏对机器的工 作状况影响极大[1] 。滚动轴承主要损伤形式有:疲劳、 胶合、磨损、烧伤、腐蚀、破损、压痕等[2] 。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声,甚至会引起设备的损坏。因此,对重要用途的轴承进行工况检测与故障诊断是非常必要的。 滚动轴承故障的检测诊断技术有很多种,如振动信号检测、润滑油液分析检测、温度检测、声发射检测等。在各种诊断方法中,基于振动信号的诊断技术应用最为广泛,该技术分为简易诊断法和精密诊断法两种。简易诊断利用振动信号波形的各种参数,如幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等,以及各种解调技术对轴承进行初步判断以确认是否出现故障;精密诊断则利用各种现代信号处理方法判断在简易诊断中被认为是出现了故障的轴承的故障类别及原因。振动信号检测并非在任何场合都很适用,例如在汽轮机、航空器变速箱及液体火箭发动机等鲁棒性较低的系统中,轴承的早期微弱故障就会导致灾难性的后果,但是早期故障的振动信号很微弱,又容易被周围相对幅度较大的低频环境噪声所淹没,从而无法有效检测出故障的存在[3] 。由于声发射是故障结构本身发出的高频应力波 信号,不易受周围环境噪声的干扰[4] ,因此声发射检测方法在滚动轴承的故障诊断中得到了应用。 1 滚动轴承故障声发射检测机理 111 声发射检测技术原理 材料受到外力或内力作用产生变形或者裂纹扩展 时,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射[5] 。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测技术,它是20世纪60年代发展起来的一种动态无损检测新技术,其利用物质内部微粒(包括原子、分子及粒子群)由于相对运动而以弹性波的形式释放应变能的现象来识别和了解物质或结构内部状态。 声发射信号包括突发型和连续型两种。突发型声发射信号由区别于背景噪声的脉冲组成,且在时间上可以分开;连续型声发射信号的单个脉冲不可分辨。实际上,连续型声发射信号也是由大量小的突发型信号组成的,只不过太密集而不能分辨而已。目前对于声发射信号的分析方法主要包括参数分析法和波形分析法。112 滚动轴承故障声发射源问题 滚动轴承在运行不良的情况下,突发型和连续型的声发射信号都有可能产生。轴承各组成部分(内圈、外圈、滚动体以及保持架)接触面间的相对运动、碰摩所产生的赫兹接触应力,以及由于失效、过载等产生的诸如表面裂纹、磨损、压痕、切槽、咬合、润滑不良造成的的表面粗糙、润滑污染颗粒造成的表面硬边以及通过轴承的电流造成的点蚀等故障,都会产生突发型的声发射信号。 连续型声发射信号主要来源于润滑不良(如润滑油膜的失效、润滑脂中污染物的浸入)导致轴承表面产生氧化磨损而产生的全局性故障、过高的温度以及轴承局部故障的多发等,这些因素造成短时间内的大量突发声发射事件,从而产生了连续型声发射信号。 滚动轴承在运行过程中,其故障(不管是表面损伤、裂纹还是磨损故障)会引起接触面的弹性冲击而产生声发射信号,该信号蕴涵了丰富的碰摩信息,因此可利用声发射来监测和诊断滚动轴承故障。与振动方法不同的是,声发射信号的频率范围一般在20kH z 以上,而振动信号频率比较低,因此它不受机械振动和噪声
目录 摘要 (3) 第1章绪论 (4) 1.1滚动轴承故障诊断技术的发展现状 (4) 1.2滚动轴承故障诊断技术的发展趋势 (6) 1.3滚动轴承诊断基础 (7) 1.3.1滚动轴承的常见故障形式 (7) 1.3.2滚动轴承的诊断方法 (8) 1.4本课题的研究意义和内容 (9) 第2章滚动轴承振动机理 (11) 2.1滚动轴承的基本参数 (11) 2.1.1滚动轴承的典型结构 (7) 2.1.2滚动轴承的特征频率 (11) 2.1.3滚动轴承的固有频率 (13) 2.2滚动轴承故障诊断常用参数 (14) 2.2.1时间领域有量纲特征参数 (14) 2.2.2时间领域的无量纲特征参数 (15) 2.2.3频率领域的无量纲特征参数 (16) 第3章滚动轴承故障诊断实验系统及实验方案 (17) 3.1滚动轴承故障诊断实验系统 (17) 3.1.1滚动轴承故障实验机械平台 (18) 3.1.2设备的组成: (19) 3.1.3设备的主要参数: (19) 3.1.4实验平台信号采集及故障诊断系统 (21) 3.2实验方案 (23) 3.2.1轴承的故障状态 (23) 3.2.2实验步骤 (23) 第4章实验的操作过程及数据的提取 (25) 4.1装拆轴承 (25)
4.1.1实验前期准备 (25) 4.1.2试机 (25) 4.1.3拆卸并安装轴承 (25) 4.2信号的采集过程 (27) 4.2.1前期准备 (27) 4.2.2数据采集过程 (28) 4.3数据信号的处理过程 (30) 第5章结论 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37)
旋转机械故障诊断特征参数的提取 摘要：本文对滚动轴承的故障形式、故障原因、常用诊断方法等诊断基础和滚动轴承故障的振动机理作了研究，并建立了相应的滚动轴承典型故障(外圈损伤、内圈损伤、滚动体损伤)的理论模型，给出了一些滚动轴承故障诊断常用的特征参数。通过对滚动轴承故障振动机理的研究可以帮助我们了解滚动轴承故障的本质和特征。本文对特征参数的提取，理论推导，和过程都进行了详细的阐述，本文所提出的方法不仅仅适用滚动轴承故障的诊断，还可推广适用旋转机械其它故障的诊断。 关键词:滚动轴承；故障诊断；特征参数；分辨指数；识别率 The Extraction on Fault Diagnosis Symptom Parameters of Rotating Machinery ABSTRACT：In the thesis ,the fault types,diagnostic methods and vibration principle of rolling bearing are discussed.the thesis sets up a series of academic models of faulty rolling bearings and lists some symptom parameters which often used in fault diagnosis of rolling bearings . the study of vibration principle of rolling bearings can help us to know the essence and feature of rolling bearings.In this paper, the parameters of the extraction, theoretical analysis, and process are described in detail, the paper by the way not only to the Rolling fault diagnosis, but also promote the application of other rotating machinery fault diagnosis. Keywords:Rolling Bearing; Fault Diagnosis; Symptom Parameter; Distinction Index; Distinction Rate
滚动轴承故障诊断 旋转机械是设备状态监测与故障诊断工作的重点，而旋转机械的故障有相当大比例与滚动轴承有关。滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。 最初的轴承故障诊断是利用听棒，靠听觉来判断。这种方法至今仍在沿用，其中的一部分已改进为电子听诊器，例如用电子听诊器来检查、判断轴承的疲劳损伤。训练有素的人员凭经验能诊断出刚刚发生的疲劳剥落，有时甚至能辨别出损伤的位置，但毕竟影响因素较多，可靠性较差。 继听棒、电子听诊器之后，在滚动轴承的状态监测与故障诊断工作中又引入了各种测振仪，用振动位移、速度和加速度的均方根值或峰值来判断轴承有无故障，这样减少了监测人员对经验的依赖性，提高了监测诊断的准确性，但仍很难在故障初期及时做出诊断。 1966年，全球主要滚动轴承生产商之一，瑞典SKF公司在多年对轴承故障机理研究的基础上发明了用冲击脉冲仪（Shock Pulse Meter）检测轴承损伤，将滚动轴承的故障诊断水平提高了一个档次。之后，几十家公司相继安装了大批传感器用于长期监测轴承的运转情况，在航空飞机上也安装了类似的检测仪器。 1976年，日本新日铁株式会社研制了MCV系列机器检测仪（Machine Checker），可分别在低频、中频和高频段检测轴承的异常信号。同时推出的还有油膜检查仪，利用超声波或高频电流对轴承的润滑状态进行监测，探测油膜是否破裂，发生金属间直接接触。1976-1983年，日本精工公司（NSK）相继研制出了NB 系列轴承监测仪，利用1~15kHz范围内的轴承振动信号测量其RMS值和峰值来检测轴承故障。由于滤除了低频干扰，灵敏度有所提高，其中有些型号的仪器仪表还具有报警、自动停机功能。 随着对滚动轴承的运动学、动力学的深入研究，对于轴承振动信号中的频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，加之快速傅里叶变换技术的发展，开创了用频域分析方法来检测和诊断轴承故障的新领域。其中最具代表性的有对钢球共振频率的研究，对轴承圈自由共振频率的研究，对滚动轴承振动和缺陷、尺寸不均匀及磨损之间关系的研究。1969年，H. L. Balderston根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式，以上研究奠定了这方面的理论基础。目前已有多种信号分析仪可供滚动轴承的故障诊断，美国恩泰克公司根据滚动轴承振动时域波形的冲击情况推出的“波尖能量”法及相应仪器，对滚动轴承的故障诊断非常有效。还有多种信号分析处理技术用于滚动轴承的状态监测与故障诊断，如频率细化技术、倒频谱、包络线分析等。在信号预处理上也采用了各种滤波技术，如相干滤波、自适应滤波等，提高了诊断灵敏度。 除了利用振动信号对轴承运行状态进行诊断监测外，还发展了其他一些技术，如光纤维监测技术、油污染分析法（光谱测定法、磁性磁屑探测法和铁谱分析法等）、声发射法、电阻法等 简易诊断法确定轴承已经发生故障之后，进一步判定故障的类别和发生部位，以便采取相应对策。 滚动轴承的精密诊断与旋转机械、往复机械等精密诊断一样，主要采用频谱分析法。由于滚动轴承的振动频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分，而且每一种特定的故障都对应特定的频率成分。进行频谱分析之前需要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，然后对其进行绝对值处理，最后进行频率分析，以找出信号的特征频率，确定故障的部位和类别。 一、轴承内滚道损伤 轴承内滚道产生损伤时，如：剥落、裂纹、点蚀等（如图1所示），若滚动轴无径向间隙时，会产生频率为nZfi（n＝1，2,…）的冲击振动。
准确判断铁路货车 滚动轴承故障 发布人：XXX XX车辆段XX运用车间X班 2016年4月
一、小组概况 XX车辆段XX运用车间担负着XX上、下行中转货物列车的检修任务。本QC小组始建于2001年6月，小组成员8人(见小组概况表一)，是由班组长率领技术业务骨干组成的精英队伍，并长期活跃在一线，开展着技术攻关，技术革新等各项工作，为安全生产发挥着主力军的作用。 小组概况表（表一） 小组活动情况 建组以来，共进行较大攻关活动12次，其中六次攻关成果获XX省优秀成果奖，四次攻关成果获路局级优秀成果奖。从2014年2月至2014年12月，历时10个月，围绕本课题，小组每月活动两次，针对货物列车滚动轴承故障剥离故障较多的问题，查原因、定对策，重点攻关，取得了较好
效果。 二、选题理由 三、 现状调查 目前，对车辆热轴的检查，主要依靠红外线及动态系统的检测，但多数不能反映为滚动轴承早期故障温度，所以通过红外线和动态系统来发现滚动轴承早期故障是有一定困难的。2014年，我们通过外观和列车进站时的声响发现轴承故障25件。为我们及时发现轴承故障积累了一定经验。结合我班组发现的滚动轴承故障实例，我们对这25起滚动轴承故障进行了分析探索，得出以下数据： 厂、段检修时间：一年以后发生故障的17件，占68%。
所有轴承故障中大修后轴承共计15件，占故障轴承总数的60%，并且100%外观有异状。 轴承故障分类：滚道剥离21件，占故障轴承总数84%，保持架裂损4件，占故障轴承总数16%。 故障发现方式：接车听音发现轴承故障6件，占故障轴承总数24%，报高值轴4件，占故障轴承总数16%，外观检查有异状15件，占故障轴承总数60%。 我们对XX车间2013年因轴承故障扣车情况进行调查、统计、分析。（见统计表二） 表二： 从统计结果我们可以看到，因为轴承误扣占扣车总数
滚动轴承故障诊断的频谱分析 滚动轴承在机电设备中的应用非常广泛，滚动轴承状态的好坏直接关系到旋转设备的运行状态，因此在实际生产过程中作好滚动轴承的状态监测与故障诊断是搞好设备维修与管理的重要环节。 滚动轴承在其使用过程中表现出很强的规律性，并且重复性强。正常优质轴承在开始使用时振动和噪声均比较小，但频谱有些散乱，幅值比较小。运动一段时间后，振动和噪声保持在一定水平，频谱比较单一，仅出现一，二倍频，极少出现三倍工频以上频谱，轴承状态非常平稳，进入稳定工作期。持续运行后进入使用后期，轴承振动和噪声开始增大，有时出现异音，但振动增大的变化比较缓慢，此时，轴承峭度值开始突然到达一定值。可以认为此时轴承出现了初期故障。这时就要对轴承进行严密监测，密切注意其变化。此后轴承峭度值又开始快速下降，并接近正常值，而振动和噪声开始显著增大，其增大幅度开始加快，其振动超过标准时（ISO2372），其轴承峭度值也开始快速增大，当轴承超过振动标准，峭度值也超过正常值时，可认为轴承已进入晚期故障，需要及时检修设备，更换滚动轴承。 1、滚动轴承故障诊断方式 振动分析是对滚动轴承进行状态监测和故障诊断的常用方法。一般方式为：利用数据采集器在设备现场采集滚动轴承振动信号并储存，传送到计算机，利用振动分析软件进行深入分析，从而得到滚动轴承各种振动参数的准确数值，进而判断这些滚动轴承是否存在故障。采用恩递替公司的Indus3振动测量分析系统进行大中型电机滚动轴承的状态监测和故障诊断，经过近几年实际使用，其效果令人非常满意。要想真实准确反映滚动轴承振动状态，必须注意采集信号的准确真实，因此要在离轴承最近的地方安排测点。 2、滚动轴承正常运行特点与诊断技巧 滚动轴承的运转状态在其使用过程中有一定的规律性，并且重复性非常好。例如，正常优质轴承在开始使用时，振动幅值和噪声均比较小，但频谱有些散乱(图1)这可能是由于制造过程中的一些缺陷，如表面毛刺等所致。运行一段时间后，振动幅值和噪声维持一定水平，频谱非常单一，仅出现一、二倍频。极少出现三倍工频以上频谱(图2)，轴承状态非常稳定，进入稳定工作期。继续运行一段时