轴承圆度_波纹度与振动值的关系.pdf

轴承圆度 波纹度与振动值的关系 瓦房店轴承股份有限公司 辽宁瓦房店 116300 徐四宁 侯 亮 姜长辉 在众多轴承厂中 有的以圆度来控制成品轴 承振动值 有的以波纹度来控制成品轴承振动值 在实际工作中 现场工程技术人员经常会遇到这 样的现象 圆度及粗糙度均满足工艺要求 但合套 后振动值超标 本文就圆度 波纹度与振动值的关 系进行了初步探讨 1 圆度与振动值的相关关系 1 1 圆度与振动值的回归试验 试验对象 680908A 自变量x为内圈沟道圆 度 成品轴承振动值为因变量y 试验条件 1 自变量x的变化量为 0 6 2 4 m 其他指标均合格 2 外圈与钢球的圆度和其他质量指标均在 合格范围内 3 样本N为40件 试验结果 1 测量数据见表1 按肖维勒法则对表1的振动值进行极大误差 剔除处理 剔除了38号1组数据 2 对剩下的数据按 1 式计算相关系数 xy x y N x 2 x 2 N y 2 y 2 N 0 107 3 取显著水平为0 01 查表2相关性检验表得 临界值为0 393 因为 0 393 说明圆度x与 加速度振动值没有相关关系 再将各点描绘在x y坐标系中 见图1 从图中可以看出 各个点离散度较大而且没 有明显的变化趋势 从试验的角度证明了圆度与 振动加速度没有明显的相关关系 即通过控制圆 度来降低加速度振动值是不会取得令人满意的效 果 1 2 理论分析 首先看看图2 图3两个特例 在特例中 无论是使用最小区域法还是最小 二乘圆法 图2的圆度均大于图3 图1 将图2和图3的轮廓展开 见图4 图5 表1 序号 圆度 m 振动值 dB 序号 圆度 m 振动值 dB 10 950 6212 447 3 21 149 6221 548 6 31 951232 048 6 40 648241 647 6 51 351 5251 050 61 248 6261 648 1 71 347 6271 246 9 81 349 5281 747 9 91 350 5291 149 101 450 6301 548 6 111 348 1311 448 1 121 148 9321 247 3 131 348 1331 947 5 141 047 6342 048 150 948 6351 248 6 161 750 6362 148 6 171 249 1371 949 181 547 6381 470 192 047 1391 346 6 201 447 6401 150 3 假设钢球是一个纯圆的刚体 套圈沟道圆度 展开的图形是一正弦曲线 当钢球以同一匀速分 别在图4 图5的轮廓上滚动时 滚动圆心的运动 22 轴承 2000 11 图2 图3 图4 图5 可近似看作一简谐振动 其位移X可用 2 式来 描述 X Asin t 2 式中 A幅值 频率 t时间 对 2 式取一阶导数 可得振动速度V V A cos t 3 对 3 式再次求导 可得振动加速度a a A sin t 4 目前轴承振动测量普遍采用速度和加速度这 两个物理量 从 3 式和 4 式中可以看出 振动速 度和加速度不但与幅值A有关 而且与角频率 有关 当转速一定时 与波数是成正比的 设 图5中波形的幅值为A 波数为10 图4中波形的 幅值为2A 波数为2 分别代入 3 式和 4 式中 求得图5与图4的振动速度之比为5 2 振动加速 度之比为25 2 如果波数取的更大些 所得的这 两个比例将更大 由此可以看出 当影响圆度的 波数较小时 即使是幅值 或圆度 较大 对振动速 度或振动加速度的影响也较小 反过来说 即使是 圆度很小 如果影响圆度的波数较大时 对振动速 度和振动加速度的影响也很大 现在的问题是 在通常的情况下 高频波对圆度的影响大还是低 频波的影响大 为此 我们利用QWT9010波谱仪 对多种轴承套圈沟道进行波谱分析 看看轴承沟 道波纹分布情况 结果是 几乎所有的沟道都如图 6所示的那样 低波幅值最大 随着波数增大 幅 值在逐渐减小 表2 相关系数检验表 显著水平 N 2 0 050 01 显著水平 N 2 0 050 01 10 9971210 4130 526 20 9500 99220 4040 515 30 8780 959230 3960 505 40 8110 917240 3880 496 50 7540 874250 3810 487 60 7070 834260 3740 478 70 6660 798270 3670 470 80 6320 765280 3610 463 90 6020 735290 3550 456 100 5760 708300 3490 449 110 5530 684350 3250 418 120 5320 661400 3040 393 130 5140 641450 2880 372 140 4970 623500 2730 354 150 4820 606600 2500 325 160 4680 590700 2320 302 170 4580 575800 2170 283 180 4440 561900 2050 267 190 4330 5491000 1950 254 200 4230 5372000 1380 181 到此 从理论和实验的角度证明了利用圆度 来控制轴承振动速度或加速度是粗糙的 不科学 的 因为它测量的基本上是低频分量 而低频分量 32 轴承 2000 11 图6 波谱图 对振动速度和振动加速度的影响较小 2 波纹度与振动值的关系 为检验波纹度与振动质量的相关程度 我们 再来作一组波纹度与加速度的回归试验 试验对 象 6309轴承 试验条件是将钢球和外沟道波纹 度固定在一个较好的水平上 内圈沟道波纹度从 0 018 0 12 m变化 试验结果见表3 利用 1 式对表3的数据进行相关系数计算 相关系数 0 882 9 取显著水平为0 01 查相关 性检验表得临界值为0 515 相关关系显著 从 图7的相关图上可以很直观的看到它们的相关程 度 因此 可以认为振动值要受沟道波纹度控制 3 结论 仅仅通过控制轴承零件的圆度质量 来提高 轴承的振动质量是不科学的 因为圆度主要反映 零件被测表面的低频分量 而这些低频分量对轴 承振动的影响要远远小于高频分量 更有效的办 法是控制零件工作表面的波纹度质量 表3 序号 波纹度 值 m 振动值 dB 序号 波纹度 值 m 振动值 dB 10 03048 6120 1265 3 20 02550 3130 03551 5 30 04551140 0450 6 40 04652150 0751 6 50 02850 5160 05552 60 02246170 0648 70 02648 6180 04850 80 07555 5190 08552 90 09557 5200 06553 100 1058210 01848 6 110 0959 1220 09558 1 图7 第一作者 徐四宁 高级工程师 收稿日期 2000 03 29 编辑 田贞先 投稿指南 根据轴承行业技术发展的需要及广大读者的要求 轴承杂志拟开辟专栏对行业的热 点技术问题进行讨论 请针对 轴承降噪 及 轴承密封 两个专题就结构设计 加工制造 测量仪器 质量控制 材料选用和安装使用等内容 各抒已见 同时 为了普及轴承基本知识 提高整个行业的技术水平 使轴承用户更好地了解轴 承产品 正确选用轴承产品 拟开展轴承基本知识专题讲座 欢迎轴承行业广大工程技术人员 管理人员就以上几个方面的内容来稿 也欢迎轴承 用户就轴承安装使用中的成功经验来稿 轴承 编辑部 42 轴承 2000 11 本 期 内 容 摘 要 王华坤 范元勋 宋德锋 预压柔性滚子轴承柔性滚子 变形的计算 轴承 2000 11 1 3 6 对柔性滚子的变形进行理论研究 推导出柔性滚子的 基本方程 并得出柔性滚子径向位移 和切向位移V的 精确计算公式 为校核疲劳寿命 保持架设计和润滑计算 等提供了理论依据 附图5幅 参考文献3篇 叙词 滚子轴承 滚子 变形 阮伟芳 高速摄影机用超高速轴承的设计 轴承 2000 11 4 6 当轴承转速达到2 105r min时 轴承的保持架极易 遭到破坏 为避免发生这样的情况 设计了一种新型轴承 组件机构 该组件利用了机械传动中转速与半径成反比的 原理 在不降低主轴转速的情况下仅降低轴承转速 从而 避免了因高速造成的保持架损坏 附图8篇 叙词 高速摄影机 超高速轴承 结构 保持架 设 计 宋春磊 赵滨海 灵敏轴承设计及参数化绘图 轴承 2000 11 7 10 通过对国内 外精密微型轴承 有力矩要求 的分析及 试验研究 从轴承结构参数设计着手 对影响轴承力矩的 结构主参数进行优化设计 并进行CAD绘图 从而提高轴 承的性能 寿命和可靠性 附图3幅 表2个 叙词 灵敏轴承 优化设计 张德魁 赵雷 赵鸿滨等 磁悬浮轴承内圆磨床电主轴 及其控制 轴承 2000 11 11 13 为了解决内圆磨床电主轴用磁悬浮轴承控制系统工 业应用的问题 利用线性二次型最优控制理论设计了模拟 PID控制器 通过MAT LAB软件仿真研究和实验 实现了 磁悬浮轴承内圆磨床电主轴的实验室运转 又进行了工 厂环境下的应用实验 结果表明 内圆磨床电主轴用磁悬 浮轴承控制系统在主轴转速 运转精度 磨削刚度和稳定 性等方面已经初步满足工厂应用的要求 附图5幅 参考 文献2篇 叙词 磁悬浮轴承 内圆磨床 主轴 控制系统 刘玉兰 1 7012轴承外圈滚道表面高频感应淬火 轴 承 2000 11 14 15 通过1 7012轴承外圈高频感应加热表面淬火工艺 的实施 改进了GP2000L C3感应淬火设备 制做了合理 感应器 选择最佳的工艺参数 保证了产品质量达到技术 要求 附图2幅 表2个 叙词 外圈 滚道 高频淬火 工艺参数 徐中福 朱 伟 谢伟文等 RBXY 75 9全纤维电阻 炉的使用效果 轴承 2000 11 15 16 叙词 电阻炉 轴承钢 球化退火 工艺 李院霞 郑林海 单沟道磨床一次装夹工件磨削双沟 道 轴承 2000 11 17 通过在普通单沟磨床上加装一套油缸定位装置 从而 有效地实现了双沟道轴承的沟道加工 既提高了轴承的 精度 又提高了设备加工能力 附图2幅 叙词 专用轴承 沟道磨床 定位装置 张洪波 轴承定量注脂机设计 轴承 2000 11 18 33 叙词 深沟球轴承 注脂机 结构 黄战华 李贺桥 蔡怀宇等 货车滚动轴承故障检测技 术 轴承 2000 11 19 21 介绍了复合式磁电传感器的结构 原理和实验结果 该传感器在轴承待测部位形成分布磁场 当轴承外圈低速 旋转时 传感器感应线圈上产生电信号 通过对该信号的 分析和处理 可以对轴承故障进行探测 附图9幅 参考 文献3篇 叙词 铁路轴承 故障 检测 传感器 徐四宁 侯 亮 姜长辉 轴承圆度 波纹度与振动值 的关系 轴承 2000 11 22 24 通过一组圆度与振动值的回归试验 并绘制出相关 图 从图中看出各点离散度较大且没有明显的变化趋势 从而证明通过控制圆度来降低加速度振动值是不科学的 且试验分析认为 更有效地办法是控制零件工作表的波纹 度质量 附图6幅 表3个 叙词 圆度 波纹度 振动值 试验分析 葛世东 郭金芳 毕先忠 陀螺马达轴承保持架稳定性 的试验分析 轴承 2000 11