[发明专利]一种考虑表面波纹度的圆锥滚子轴承检测方法

说明书

本发明涉及一种考虑表面波纹度的圆锥滚子轴承检测方法，属于圆锥滚子振动分析技术领域。本发明通过建立圆锥滚子轴承外圈滚道存在波纹度的动力学模型，通过仿真实验，确定缺陷与振动信号外圈特征频率一倍频的幅值和外圈特征频率二倍频的幅值的关系，得到设定阈值，根据设定阈值对圆锥滚子轴承的缺陷进行检测。同时，本发明还通过仿真实验建立波纹度与振动信号峰值所在频率之间关系，根据该关系实现对圆锥滚子轴承波纹度的检测。本发明本发明利用存在波纹度的动力学模型，本发明能够快速准确实现对带有波纹度圆锥滚子轴承的检测。

技术领域

本发明涉及一种考虑表面波纹度的圆锥滚子轴承检测方法，属于圆锥滚子振动分析技术领域。

背景技术

圆锥滚子轴承广泛用于机械设备、水电水利、工程、铁路、汽车、医疗、矿山、精密仪器等领域，是生产及使用仅次于深沟球轴承的第二大类轴承产品。随着我国高速铁路、航空航天等领域的快速发展，对圆锥滚子轴承的性能要求逐渐提高，低噪音和低振动成为了衡量圆锥滚子轴承品质好坏的具体表现。虽然目前轴承部件的加工制造精度已经明显提高，但是由于机床、夹具等外界因素的影响，轴承接触表面不可避免的还是会出现圆度、粗糙度和波纹度等微观形状误差。因此，探究考虑表面波纹度的滚动轴承振动特性问题对轴承制造工艺及故障诊断有重大意义。

目前，国内外学者对轴承的振动特性问题做了大量研究。刘国云等人采用SIMPACK动力学软件建立了仅由内、外圈组成的等效高速列车轴箱轴承波纹度状态下的动力学计算模型，分析了各个零件表面波纹度对轴箱振动的影响。张耀强等人采用数值分析的方法，研究了考虑内、外圈滚道波纹度、赫兹弹性接触等非线性因素的滚动轴承-转子系统的动力学响应。康峰等人通过建立非线性动力学微分方程研究了薄壁轴承-转子系统的非线性强迫振动特性。WANG等人建立了考虑圆柱滚子轴承滚子偏斜和弯曲的4自由度系统动力学模型，研究了轴承游隙、表面波纹度等对圆柱滚子轴承系统振动特性的影响。时博阳等人采用插值重采样法采集实测波纹度数据，并建立带有波纹度的圆柱滚子实测波纹度动力学模型进行振动分析。顾晓辉等人建立了考虑深沟球轴承内外圈波纹度、径向间隙和非线性赫兹接触力作用下的轴承系统非线性动力学模型，采用龙格库塔法求解，分析了不同波纹度类型对应的故障特征频率。Li Jian等人考虑在与弹性体耦合振动下，表面波纹度方向、振幅和波数对气体轴承-转子系统非线性动力性能的影响。Liu Jing等人采用新的动力学建模方法，将润滑球轴承滚道上均匀波纹和非均匀波纹产生的温度场耦合起来，研究了波纹度的幅值和非均匀分布对润滑和无润滑下滚动体与套圈的接触刚度的影响，以及振动的影响。Niu Linkai建立了考虑保持架效应和滚道表面波纹度的高速球轴承动力学模型，分析了滚道表面波纹度对保持架打滑和稳定性的影响。邓四二等人利用能量守恒定律，研究了接触工作面波纹度对低摩擦力矩角接触球轴承摩擦力矩波动性影响。殷玉枫等人基于弹簧—阻尼系统，建立了深沟球轴承在表面波纹度激励下的非线性接触噪声模型，研究了波纹度波数和幅值变化对滚动轴承噪声声压级的影响。

就目前研究现状来看，国内外学者普遍致力于研究球轴承以及圆柱滚子轴承表面波纹度对轴承振动特性的影响，缺少开展圆锥滚子轴承表面波纹度对振动性能的分析。并且对于滚动轴承表面波纹度对振动的研究大多采用简化的动力学微分方程进行建模求解，不能全面准确的描述元件间的接触运动关系。同时大多数学者主要研究表面波纹度对滚动轴承自身旋转系统的振动特性影响，而对滚动轴承系统动力学特性影响研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑表面波纹度的圆锥滚子轴承检测方法，以实现对圆锥滚子的缺陷的检测。

本发明为解决上述技术问题而提供一种考虑表面波纹度的圆锥滚子轴承检测方法，该检测方法包括以下步骤：

1)获取待测圆锥滚子轴承的振动信号，并将所述振动信号转换到频谱域；

2)在频谱域确定外圈特征频率一倍频、二倍频对应的幅值，根据所述幅值判断待测圆锥滚子轴承是否出现局部缺陷；