浅析影响球轴承振动的因素

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Analysis on factors influencing vibration of ball bearingWu Zhiping，Yang Xiaowei，Zhang Qiu(Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co.，Ltd.，Harbin 1 50036，China)Abstract：Elementary analysis on factors influencing the vibration of bal bearing was made.It was found during the period ofprocessing bearing rings the roundness and waviness of inside and outside raceways had great influence on vibration and noise，SO measures should be taken to control the roundness and waviness。

Key words：ball bearing；vibration and noise；waviness；roundnessl 前言精密角接触球轴承主要应用于精密机床主轴，随着精密机床行业的迅猛发展，对其配件产品精密轴承的振动与噪音质量性能要求越来越高，期望获得高转速、长寿命且运转平稳、悦耳的静音轴承。

影响球轴承振动的因素轴承在运转过程中，除了轴承固有振动 (即滚道与滚动体间弹性接触构成的弹性振动 )外，球轴承的设计参数 、轴承套圈的加工精度以及轴承在使用过程中的安装参数、工作条件等都是影响球轴承振动的因素。

2.1球轴承内、外沟道的加工精度误差对振动的影响轴承套圈内、外沟道精加工即便采用最精密的加工技术也会存在圆度、波纹度、表面粗糙度等微观几何形状误差，若上述微观几何形状误差较大，当轴承运转时，由于弹性支承的作用便形收稿 日期：2012-l1-28。

成-定频率的振动与噪音。其频率与转速有关 ，这是它与其他噪音的不同之处。转速-定时，它具有-定的振动频率且有时相当刺耳，当转速加快或减慢时噪声更为敏感且频率随转速增高或降低而改变。通过不断的试验研究发现，轴承内、外沟道的圆度、波纹度对轴承振动的影响尤为严重。 。

2.2 内圈沟道圆度、波纹度对振动值的影响以7005CTA轴承振动试验为例，在内、外圈沟摆、壁厚等其它技术条件均合格的前提下，外圈沟道圆度控制在0.6 m以内，波纹度控制在0.4 m以内，内圈沟道波纹度控制在0-3 m以内，内圈沟道圆度对轴承振动的影响如图 1所示。内圈沟道圆度控制在0.5 m以内，内圈沟道波纹度对轴承振动的影响如图 2所示。

从图1可以看出，内圈沟道圆度控制在0.5 m以内时，振动值全部满足z，组技术要求，当圆度值大于0.5 m时，随着圆度值的增大，振动值明显增大。

从图 2可以看出，内圈沟道波纹度控制在03 m以内时，振动值全部满足z 组技术要求，当波纹度值大于0.3 m时，随着波纹度值的增大，振动值明显增大。

哈 尔 滨 轴 承 第 34卷4544笔 4234137364544阜4i41薰37361 2 3 4 5 6 7 8 9 101l1213 0序号 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516l7181920 ∞ 蚤蜷呈迪8oo/襄 - .6i5 45u线 L 图2 内圈沟道波纹度对振动值的影响2.3轴承外圈沟道圆度、波纹度对振动值的影响同样以7005CTA轴承为例，在内、外圈沟摆、壁厚等其它技术条件均合格的前提下，内圈沟道圆度控制在0.5 in以内，波纹度控制在0.3 m以内，外圈沟道波纹度控制在0.4 m以内，外圈沟道圆度对轴承振动的影响如图3所示。外圈沟道圆度控制在0.6 m以内，外圈沟道波纹度对轴承振动的影响如图 4所示。

从图 3可以看出 ，外圈沟道圆度控制在0.6 1TI以内时，振动值全部满足 组技术要求，当圆度值大于0.6 m时，随着圆度值的增大，振动值明显增大。

从图 4可以看出，外圈沟道波纹度控制在0.4 m以内时，振动值全部满足z：组技术要求，当波纹度值大于0.4 13时，随着波纹度值的增大，振动值明显增大。

3 润滑脂 (油)对轴承振动的影响0.750.5网 0.450.4035O346453837361 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617l81920序号图3 外圈沟道圆度对振动8：；5：0.6sO.250.21 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920序号图 4 外圈沟道波纹度对振动值的影响润滑对滚动轴承非常重要，它直接影响轴承的寿命、振动及噪音的大校合适的润滑脂，可以适当降低轴承运转中的噪声 (34dB)。填加的润滑脂应清洁，不允许在脂中沾有铁屑、灰尘和其它任何杂质；要使润滑脂加入沟道的中心；润滑脂的用量应符合有关轴承标准；盛放润滑脂的容器要加盖，随用随开，不用时盖好。

4 降低内、外沟道圆度及波纹度的措施为了更好地降低轴承的振动及噪音 ，在套圈的磨加工过程中应严格控制内、外沟道的圆度及波纹度。

4.1 合理选择磨削参数磨削过程中如砂轮架进刀速度过快，致使磨削抗力的增加，磨削力过大，磨削时工件轴或砂轮轴的振动就会增大，导致圆度值及波纹度值也第 2期 吴志平，等：浅析影响球轴承振动的因素 ·59·增大。因此 ，必须合理选择磨削用量。

磨削外圈沟道时以外径为定位支承，应合理调整支承偏心量，如果偏心量调整不当，轴承套圈在磨削过程中会出现跳动，产生高频与低频的等幅波纹，致使波纹度值增大。

4.2 砂轮安装的调整在安装砂轮时，应注意使砂轮法兰盘和锥孑L垂直，使锥孔和主轴锥面接触良好，避免高速磨削时，由于砂轮不平衡产生的高频振荡致使波纹度值增大。在停止磨削、关闭冷却液后，应继续让砂轮空转5～7min，靠离心力去掉砂轮上残余冷却液，避免机床停止-定时间后，残余的冷却液都凝固在砂轮的下部，再重新开动机床时砂轮就不平衡了，造成磨削振纹。

砂轮材质的选择。当砂轮内部结合强度不-样时，在磨削过程中，引起磨粒脱落的快慢速度不-样 ，砂轮结合强度大的部分，磨粒不易脱落，产生局部钝化。砂轮本身自然形成波纹状态，在磨削过程中引起振动，导致沟道的圆度值及波纹度值增大。

4.3合理选择金刚笔当金刚笔磨顿后修整砂轮 ，砂轮磨粒不锋利，磨削抗力增大，砂轮轴振动加强，套圈沟道的圆度值及波纹度值会随之增大。修整砂轮时应充分进行冷却，保证刀锋尖而耐用，不允许间断地浇注冷却液，以免金刚石因骤冷骤热而碎裂。

4.4定期维护机床要定期检查砂轮轴、工件轴的径向跳动和轴向窜动，超过规定要求应及时修理；检查机床液压系统的稳定性，如果机床的几何精度和液压不稳定，将造成磨削部件的振动，从而使沟道的波纹度值增大。

5 结束语通过上述分析，在其它技术条件均合格的前提下，套圈内、外沟道的圆度及波纹度直接影响轴承的振动及噪音。在加工内、外沟道时，应合理调整机床，选择合理的切削规范，以便有效地控制内、外沟道的圆度及波纹度，从而降低轴承的振动及噪音。

(编辑：钟 媛 )(上接第53页 )现较大圆角，超过油沟宽度形成撂边。

3.2小挡边角度或位置小于规定值曾发现挡边角度或位置小于规定值出现夹滚子现象。

形成原因(1)挡边位置样板位置放置不正或在滚道出现撂边或凸起时样板测量点被抬起 (如图 2右侧所示 )，使被加工的挡边斜面角度

B lL图2 撂边、凸起和挡边测量误差(2)夹具有赃物或工件端面有毛刺等影响工件安装位置，使挡边位置小于规定值。

4 采取的措施4.1车/jn-r m序采取的措施(1)在加工挡边和油沟时要加强对滚道与油沟相接部分检查 (主要是通过肉眼和手感检查 )，及时发现滚道撂边或凸起现象。

(2)加强操作者 自检意识和刀具刃磨质量的控制，及时更换切削刃磨损的刀具。

(3)检查时，挡边位置样板要放置到正确位置 ，观察与挡边斜面和滚道的接触，并旧能按样板大范或接近大范加工和控制挡边位置。

4.2 磨加工工序应采取的措施(1)对在磨削加工发现的滚道存在撂边或凸起现象，通常采用增加-次粗磨来挽救 ，前述32226粗磨后存留撂边或凸起的产品增加-次粗磨，再进行终磨后已消除。

5 结束语圆锥滚子轴承车加工挡边和油沟时内滚道出现撂边或凸起，会给下工序和产品质量造成不良影响，采取适当措施可以保证产品加工良性流动和成品质量。