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1、轴承振动与噪声的综合控制河南科技大学 夏新涛浙江 新昌 2004.11（抛砖引玉，仅供参考 ）HAUST主要内容 序言 轴承零件的质量要求 轴承装配 轴承润滑 轴承测量 注意事项 圆锥滚子轴承问题1 序言 基本概念 低振动轴承？ 低噪声轴承？国外情况（日本等） 异常声定义？ 影响振动值的主要因素 综合质量反映！ 某一个因素的改善可以彻底解决轴承振动问题？ 影响异常声的主要因素 误差构成（误差三要素：幅值，频率，方向） 表面质量构成（加工质量越高越好？）2 轴承零件的质量要求 钢球问题 钢球制造业发展迅速，G10、G5等级储备 100%以上。主要问题在于表面和清洁度。 Dw200 措施煤油含量。
2、工件转速、油石压力。磨削粗糙度、残磁。尽量不使用白刚玉油石。2 轴承零件的质量要求 拉丝问题断丝和短丝：油石太软，工件转动不稳 定，油石夹持松动。纹路粗细不均匀：油石磨粒粒度不均匀 。2 轴承零件的质量要求 丝子 线状浅划痕11.5m深。 油石或清洗液有杂质，油石磨粒不均匀 、有硬粒。 溜子 浅暗色条纹。油石堵塞，由磨粒和铁屑划伤。应选软 油石，应增加煤油含量。 亮带 发亮带状。油石表面有粘结物。应增加煤油含量。2 轴承零件的质量要求 蝌蚪 蝌蚪状伤痕。油石硬磨粒脱落后压入。应减小压力， 重选油石。 拖尾 尾巴状划痕。油石松动、超精结束时油石退回速度太 慢造成。 油石印 圆周表面的有规律白色痕
3、迹。油石松动，工件转动不稳定，磨削振纹 太深（油石切削能力太弱）。2 轴承零件的质量要求 加工质量与影响因素类型实验研究表明，对现行设计标准来说 ，影响轴承噪声的因素排序：结构尺寸最大，宏观误差次之，微观 误差最小。内圈和外圈居相同地位，钢球次之。内圈和外圈加工质量要匹配好。2 轴承零件的质量要求 实验研究案例考虑三种因素，影响轴承噪声因素排序：沟曲率半径（结构尺寸）最大；沟形误差（宏观误差）次之；沟道表面粗糙度Ra（微观误差）最小 。原因分析：噪声设计和疲劳寿命设计不同 。现行设计标准不是噪声设计，使然。2 轴承零件的质量要求 结构设计与加工质量必须注意，目前，并非加工质量越高越 好，满足一
4、定的质量即可。结构设计的 合理性是最重要的。在正常润滑条件下，由结构本身问题产 生的噪声是基本噪声，制造质量问题使 噪声分散范围增大。2 轴承零件的质量要求一个无任何制造误差的轴承也会产生噪 声和异常声音，这和轴承的结构设计密 切相关。一个重要原因是共振、阻尼振 动、摩擦、碰撞等。当制造和润滑条件不变时，若噪声不稳 定，则很有可能是结构设计不合理，例 如，轴承刚度没有压倒一切。3 轴承装配 装配车间环境温度（25左右），相对湿度（50%左 右），清洁无灰尘。分选与合套由仪器自动完成，自动装配 ， 以避免人为因素的干扰。合理设计注脂头，注脂于沟道而非过梁 。高速均匀油脂。3 轴承装配最佳游隙。例
5、如（仅供参考）：6203轴承，一般合套游隙 518m，用 于电机时411 m，加载游隙 914m 。4 轴承润滑 注意油脂性质稠度，滴点，基础油粘度。 油脂性质要和沟道质量相匹配例如，沟道粗糙度不是越小越好。拉丝 工艺要满足 Ry 要求。轴承设计与制造越精良，基础油粘度可 以越低，反之越高。润滑脂因厂而宜。4 轴承润滑 国外进口润滑脂与国内润滑脂有优劣区别吗？发达国家与落后国家轴承品质不同，油 品质也不同。专供中国市场！犹如：国产DVD可以适应国产盗版影 碟，而进口DVD仅和正版影碟相适应。4 轴承润滑 弹性流体动压润滑状态工作无量纲润滑膜参数=h0/R0h0为最小润滑膜厚度， R0为摩擦副综
6、 合粗糙度值。接近流体润滑： 1.5 3几乎为流体润滑： 3 44 轴承润滑 纳米技术的应用 纳米材料的基本概念磨粒尺寸1100nm。高扩散性，易烧结性，低熔点，硬度大。滚珠轴承作用（硬卵石般）。薄膜润滑作用。4 轴承润滑纳米粒子添加剂润滑材料油酸修饰TiO2纳米粒子添加剂，可以有效 地提高GCr15轴承钢的抗磨损能力。添加适量的经修饰的550nm的TiO2纳米 粒子，可以修复表面缺陷，改善轴承振动 和音质。在重载轴承滚动表面进行Al2O3纳米固体 干膜处理后，显著降低汽车轴承磨损。4 轴承润滑纳米粒子添加剂超精液在超精加工过程中，轴承零件滚动表面会 形成纳米材料薄膜。 常用的纳米材料粒子Mo
7、S2，WS2，TiO2，Al2O3，PbS常用二烷基二硫代磷酸，二乙基已酸，油 酸等做修饰剂4 润滑问题纳米材料薄膜的作用填补与修复表面的一些缺陷。减小摩擦因（系）数，减小摩擦力矩，减 小摩擦与磨损。改善高频音质。降低振动和噪声。提高疲劳寿命。5 轴承测量 推荐三波段测量50300Hz, 3001800Hz, 180010000Hz 人耳听阈范围2020000Hz 影响因素一一对应？圆度低频段，波纹度中频段，粗糙 度高频段？5 轴承测量 误差三要素幅值（大小），频率（状态构成），相 位（方向）。对目前轴承的制造质量而言，幅值已经 很小，而频率成为影响噪声和音质的主 要因素之一。（牛和驴的叫声不
8、同）一个新概念：谐波。5 轴承测量 谐波圆度、波纹度和粗糙度表示误差的大小 ，不能表示误差的构成状态。谐波是误差三要素的充分和统一体现。谐波幅值 Fi 描述误差大小，谐波次数 i 描述误差频率，谐波也有相位i。目前，谐波概念已经出现在工艺文件中 。5 轴承测量 谐波应用案例（608外圈）序号 工序名称要求（m）1精磨外径低次谐波0.12精研外径低次谐波0.053精磨沟道低次谐波0.14超精沟道低次谐波0.05低次谐波：215（10）次谐波5 轴承测量 关于异常声（特别提醒：仅供参考） 定义定义？感觉不舒服？叠加于固有声和基础 声之上？无定义则无标准，无标准则无指 标。 测量指标？峰值，峰值因数
9、，峭度，脉冲因子，波形 因子等？来自故障诊断理论！新轴承有故 障？很多实验研究证明：耳听为实，眼见为虚 ！6 注意事项 异曲同工与细微差别不同的工艺可以生产出相似的产品，同 样的工艺可以生产出不尽相同的产品， 这是因为有很多问题的复杂性往往是无 法预料和理解的。有时候，具体操作中 的细微差别可能是最重要的原因。许多问题的关键往往不在于技术本身， 而在于人。6 注意事项案例 1 轴承中含有硫物质。 原因 1）高速磨削时，磨削热高，渗硫砂轮 中的硫和金属发生反应，生成化学反应膜 ，该膜会脱落。 原因 2）该膜在超精时未被彻底去除掉。背景：某些含有硫、磷等活性元素的添加剂 可能会对摩擦副产生腐蚀。
10、超精研时，一定要切除10m厚的金属层 。6 注意事项案例 2 轴承中含有铜物质。原因：轴承装配时，用铜金属棒拨钢球，使 球均匀分布。铜金属微粒粘附在钢球和沟 道表面，没有清洗干净。背景：铜金属微粒混入润滑脂中，使轴承产 生异常声响。6 注意事项 勤三上古人云，凡事勤三上，即马上、厕上、 床上。下功夫，勤思考，善于学习，事 半功倍。 案例 1 磨削后沟道为何沟形误差很大？ 砂轮磨损不均匀？ 砂轮质量有问题？ 修整器有问题？修整器位置，受力，钢带打滑 。6 注意事项案例 2 超精后沟道为何沟形误差大？磨削误差的传递，包角太大，油石夹持问题 。案例 3 沟道为何超不动？钢太硬？热处理问题？油石太软？
11、太硬？ 磨削粗糙度太小？ 油石切削能力太弱？6 注意事项 知己知彼，百战不殆当用户反映轴承有问题时，要检查自己 设计、制造和检测轴承的情况，也要了 解用户使用轴承情况。 案例 密封轴承为何漏油（脂）？ 原因 1）润滑脂滴点低。 原因 2）轴承实际工作温度高于正常温度。 原因 3）热处理使套圈变形或膨胀变大。 6 注意事项 技术共享在我国轴承行业，一般没有可以保得住 的技术秘密，除非你闭门谢客、孤芳自 赏。天上有天，人上有人，最好是敞开 胸怀，技术共享，相互促进。6 注意事项 市场竞争市场竞争，惨不忍睹，人在江湖，身不 由己技术可以共享，但市场必须竞争。7 圆锥滚子轴承问题 滚子轴承的结构设计滚
12、子个数的增加。大油沟的设计（要考虑滚子）。无大油沟结构。滚道和挡边的凸度设计对回转中心的 影响。7 圆锥滚子轴承问题 滚子轴承的宏观误差实验研究表明，在目前制造水平下，影 响振动和噪声的宏观误差主要有：内滚 道尺寸误差，Ke，Sd，内圈沟道圆度 误差，内圈波纹度等。7 圆锥滚子轴承问题 滚子轴承的微观误差目前有影响的微观误差主要是内圈沟道 粗糙度Ra。滚道是否需要拉丝？（尚未进入该境界 ）挡边是否需要超精加工？（研究表明， 目前的挡边Ra对振动和噪声影响不大 ，可以保持现状）7 圆锥滚子轴承问题 滚子轴承的凸度问题三凸出形象：挡边凸、滚道凸、滚子凸 ？对振动和噪声的影响？对回转精度的 影响？建
13、议二凸？有待于进一步研究 基本内容已经讲完。下面请看广告河南科技大学技术服务项目 技术咨询与技术服务设计，工艺，测试，计算机软件等。 特色项目标准和非标准轴承参数化优化设计软件低噪声轴承工艺规程设计 理论与技术培训在学校全脱产一年学习，在企业半脱产 短期学习，函授。广告河南科技大学轴承专业教材1. 滚动轴承制造工艺学 2. 滚动轴承测试技术 3. 滚动轴承装备 4. 滚动轴承设计原理 5. 滚动轴承噪声理论与实践 6. 无心磨削的理论与实践 7. 滚动轴承磨削表面谐波控制原理及应用广告联系方式邮编 471003河南省洛阳市河南科技大学 63 号信箱夏新涛 电话：0379-4219460 手机：13949297723 Email: 广告谢谢 ！殷切希望与轴承企业协作共进 ，推动我国轴承工业的进步！最后
