Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 7(345)
Рубрика журнала: Технические науки
Секция: Энергетика
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2
АНАЛИЗ СПЕКТРА ВИБРАЦИИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ НА ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ПОДШИПНИКОВ
ANALYSIS OF CHANGES IN THE VIBRATION SPECTRUM OF AN ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR UNDER VARIOUS FAULTS
Maslov Vladimir Artemovich
Student, Department of Regional and Sectoral Development Strategies, Tolyatti state University,
Russia, Tolyatti
Andreev Anton Andreevich
Scientific supervisor, candidate of Sciences in Technicals, Tolyatti state University,
Russia, Tolyatti
АННОТАЦИЯ
В данной статье анализируется спектр сигнала вибрации подшипников качения. Исследуется возможность обнаружения дефектов подшипников, производиться оценка остаточного ресурса подшипника.
ABSTRACT
This article analyzes the vibration signal spectrum of rolling bearings. It explores the possibility of detecting bearing defects and assessing the remaining service life of bearings.
Ключевые слова: электродвигатель, анализ вибрации подшипников асинхронного электродвигателя, анализ остаточного ресурса подшипника.
Keywords: electric motor, vibration analysis of asynchronous electric motor bearings, analysis of bearing remaining service life.
Спектр и форма сигнала вибрации содержат информацию о характерных дефектах подшипников качения, эта информация имеет специфические особенности в зависимости от вида дефекта. Спектр вибрации может содержать как дискретные пики, так и широкополосные частотные области высокого уровня. Во временном сигнале вибрации могут наблюдаться ударные импульсы, обусловленные прохождением элементов качения через дефекты дорожек или контактом дорожек с дефектными участками элементов качения. При помощи анализа пиков спектра на определённых частотах можно сделать заключение о дефекте подшипника.
«Дефекты подшипников, которые распознаются с помощью вибрационного анализа, включают в себя: дефекты внутренней и внешней дорожек качения, дефекты элементов качения, дефекты сепаратора, ослабление посадки подшипника, увеличенный внутренний зазор, проворачивание внутреннего кольца на валу, перекос подшипника и дефекты смазки» [1].
Прежде чем произвести анализ спектра подшипников необходимо рассчитать требуемые частоты, на которых будут видны амплитуды вибраций соответствующих частей подшипника. Так, рассчитываются следующие параметры частот:
- BPFO (частота перекатывания по внешнему кольцу) ≈ 0,4 × (число элементов в подшипнике × частота вращения);
- BPFI (частота перекатывания по внутреннему кольцу) ≈ 0,6 × (число элементов в подшипнике × частота вращения);
- FTF (частота вращения сепаратора) ≈ 0,4 × частоты вращения вала;
- BSF (частота контактирования шариков с дорожками)
Изучая амплитуды данных частот, можно выявить стадию развития дефектов. Так, ранняя стадия характеризуется ростом амплитуд гармоник относительно нормальной работы. Поздняя же стадия характеризуется пиками, боковыми полосами, широкополосным шумом.
Получив соответствующие частоты снимают спектр вибрации в поперечном и осевом направлениях электродвигателя.
Для данной работы был взят электродвигатель аир100s4 3 кВт 1500 об/мин с поврежденным подшипником типа 6206 ZZ-C3. Замер производился системой вибромониторинга Балком. Результаты замеров приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты замеров переднего подшипника в поперечном направлении
|
№ |
Частота, Гц |
Уровень |
Порядок гармоник |
№ |
Частота, Гц |
Уровень |
Порядок гармоник |
|
1 |
25,9 |
0,0910 |
0,88 |
14 |
1330,24 |
0,0174 |
45,09 |
|
2 |
40,48 |
0,0720 |
1,37 |
15 |
1360,37 |
0,0224 |
46,11 |
|
3 |
57,57 |
0,0299 |
1,95 |
16 |
1390,08 |
0,0193 |
47,11 |
|
4 |
383,18 |
0,0314 |
12,99 |
17 |
1448,01 |
0,0097 |
49,08 |
|
5 |
413,73 |
0,0114 |
14,02 |
18 |
1566,20 |
0,0110 |
53,08 |
|
6 |
946,61 |
0,0091 |
32,08 |
19 |
1595,70 |
0,0157 |
54,08 |
|
7 |
975,59 |
0,0117 |
33,07 |
20 |
1625,74 |
0,0163 |
55,10 |
|
8 |
1004,43 |
0,0235 |
34,04 |
21 |
1655,67 |
0,0091 |
56,12 |
|
9 |
1064,56 |
0,0191 |
36,08 |
22 |
1743,61 |
0,0250 |
59,10 |
|
10 |
1212,19 |
0,0091 |
41,09 |
23 |
1760,39 |
0,0122 |
59,67 |
|
11 |
1242 |
0,0092 |
42,12 |
24 |
1773,78 |
0,0359 |
60,12 |
|
12 |
1271,74 |
0,0143 |
43,10 |
25 |
1803,51 |
0,0163 |
61,13 |
|
13 |
1300,29 |
0,0177 |
44,07 |
26 |
1833,77 |
0,0109 |
62,15 |
Рисунок 1. Спектр гармоник
Из рисунка 1 видно ключевые признаки дефекта подшипника частота перекатывания шариков по внутренней дорожке едва различима в спектре. Так, гармоники BPFI доминируют в высокочастотной области. Боковые полосы обусловлены частотой вращения вала характерный признак дефекта внутренней дорожки. Наблюдаемая картина соответствует сильно развитому дефекту подшипника.
Так, изучив спектры вибрации подшипников можно сделать выводы о его дефектах и по возможности заменить его.
Список литературы:
- inner engineering Вибродиагностика подшипников качения: частоты дефектов, анализ спектра, 2025 [электронный ресурс] — URL: https://inner.su/articles/vibrodiagnostika-podshipnikov-kacheniya-chastoty-defektov-analiz-spektra/ (дата обращения 18.02.2026)
- А.П. Науменко, И.С. Кудрявцева Диагностирование дефектов и неисправностей машин и механизмов, [электронный ресурс] — URL: https://cable.ru/articles/1991-tekucshij-i-kapitalnyj-remont-elektrodvigatelya/ (дата обращения 18.02.2026)
- Русов В.А. Диагностика дефектов подшипников качения // [электронный ресурс] — URL: https://vibrocenter.ru/book6.html (дата обращения 18.02.2026)
Оставить комментарий