从滚动轴承的振源入手,分析轴承制造精度对振动和噪声的影响,运用回归分析的方法,得出轴承内、外套圈滚道的圆度和波纹度与振动值的关系式。利用该关系式可定量得到满足振动值要求时,套圈滚道的圆度和波纹度应达到的值。

1 滚动轴承的振源
滚动轴承的振源基本有以下几种:
(1)结构振动
滚动轴承的结构振动是指由于其结构特点所产生的振动。产生结构振动的主要原因有两个:**是由于轴承运转过程中滚动体接触方向的作用力引起轴承套圈的弹性变形而产生振动,在沿滚动体接触方向载荷的作用下,轴承套圈产生弯曲变形,形成一个多边形,滚动体在多边形套圈上滚动,产生振动;第二是由于轴承在径向载荷的作用下,旋转时其刚度的变化产生振动,随着滚动体相对于径向载荷作用方向的移动,轴承刚度将成周期性变化,刚度变化结果将使轴承套圈产生相对位移。
(2)滚道和滚动体的圆度、波纹度
轴承套圈和滚动体的制造精度对轴承的振动有较大的影响。在轴承的制造精度中,轴承套圈和滚动体工作表面的圆度、波纹度和粗糙度对轴承振动的影响**。先进的套圈制造工艺将大大改善轴承套圈和滚动体工作表面的圆度、波纹度和粗糙度,从而大大降低轴承的振动强度。
(3)工作表面的粗糙度
在正常工作条件下,滚动体与滚道之间形成稳定的润滑油膜,从而避免金属表面的磨损。在流体或边界润滑条件下,当滚动体和滚道之间产生位移时,微观滑动以及表面微观凸起之间的相互碰撞是轴承的振源。
(4)保持架的振动
如果把轴承保持架看作是一个刚体,则保持架运动可以看成是其质量中心的移动及随滚动体组一起相对转动的综合运动。在正常工作条件下,轴承的振动频率接近或等于滚动体组转动的频率,但在润滑不良的情况下,当球与保持架兜孔之间的间隙过大时,会导致保持架产生高频无序运动并伴有轴承的 啸叫 声。为避免这种情况的发生,应减小保持架与钢球的间隙,并改善润滑条件。
(5)杂质污染
当杂质作为个别固体颗粒进入钢球与套圈的接触区时,产生诸多微观碰撞,从而引起轴承振动。同时,严重的污染引起钢球运动速度的变化,而钢球又推动无序排列的粒子运动,加剧轴承的振动。试验表明,同一工作条件下,被杂质污染的轴承振动值(加速度)比未被杂质污染的轴承振动值(加速度)高5~12 db。因此,保持高精度轴承装配的卫生清洁,防止使用中的污染,选择洁净度高的润滑剂,对降低轴承振动值是非常重要的。

由此可见,降低轴承的振动和噪声值的基本方法是提高滚动体及套圈的几何精度、降低工作表面粗糙度,使用匀质钢材和洁净度高的润滑剂、采用洁净的装配条件和正确的安装使用条件等。显然,满足这些条件势必提高加工成本,并需具备一定的工艺与经济基础,对于批量(特别是大批量)生产的产品,这种要求未必能得到保证。因此,就产生一个问题,轴承精度参数公差应严格到何种程度才能满足低振动、低噪声的要求。

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