轴承振动与噪声的综合控制幻灯片.ppt
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1、轴承振动与噪声的综合控制第1页,共58页,编辑于2022年,星期三主要内容主要内容1.序言序言2.轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求3.轴承装配轴承装配4.轴承润滑轴承润滑5.轴承测量轴承测量6.注意事项注意事项7.圆锥滚子轴承问题圆锥滚子轴承问题第2页,共58页,编辑于2022年,星期三1 序言序言1)基本概念基本概念低振动轴承?低振动轴承?低噪声轴承?国外情况低噪声轴承?国外情况(日本等)(日本等)异常声异常声定义?定义?2)影响振动值的主要因素影响振动值的主要因素综合质量反映!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?某一个因素的改善可以彻底解决轴承振动问题?3)影响异常
2、声的主要因素影响异常声的主要因素误差构成(误差三要素:幅值,误差构成(误差三要素:幅值,频率频率,方向),方向)表面质量构成表面质量构成(加工质量越高越好?)(加工质量越高越好?)第3页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求 1)钢球问题钢球问题钢球制造业发展迅速,钢球制造业发展迅速,G10、G5等级储备等级储备100%以上。主要问题在于表面和清洁度。以上。主要问题在于表面和清洁度。Dw6mm的小球的小球 Rz(0.0150.025m)。)。表面黑皮、褶皱、伤痕(表面黑皮、褶皱、伤痕(细条,网状,竹细条,网状,竹叶状,太阳状放射斑叶状,太阳状放射斑,500
3、干涉显微镜)。干涉显微镜)。严重影响轴承音质严重影响轴承音质,要向钢球厂提出供货,要向钢球厂提出供货要求!要求!要使用强化钢球。要使用强化钢球。第4页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求2)套圈问题套圈问题和钢球质量相比,套圈质量对噪声的影响和钢球质量相比,套圈质量对噪声的影响明显突出。明显突出。套圈问题包括:结构设计,制造质量。套圈问题包括:结构设计,制造质量。制造质量包括:加工精度,表面质量。制造质量包括:加工精度,表面质量。表面质量包括:粗糙度,烧伤,创伤等表表面质量包括:粗糙度,烧伤,创伤等表面缺陷。面缺陷。第5页,共58页,编辑于2022年,星
4、期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求a.套圈结构设计套圈结构设计外圈沟曲率外圈沟曲率半径半径 Re0.535Dw?研究表明研究表明Re和和Z关系如图关系如图所示。所示。第6页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求内圈沟曲率半径内圈沟曲率半径 Ri0.515Dw?研究表明研究表明Re和和Z的关系如图所示。的关系如图所示。第7页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求外圈挡边直径对噪声的影响外圈挡边直径对噪声的影响第8页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求沟道直径沟道直径 对于
5、给定的轴承外部尺寸,沟道直径过对于给定的轴承外部尺寸,沟道直径过大或过小都使轴承噪声增大,大或过小都使轴承噪声增大,存在一个存在一个最佳沟道直径,使轴承噪声为最小。最佳沟道直径,使轴承噪声为最小。轴承噪声沟道直径第9页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求游隙变化游隙变化第10页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求b.套圈的制造问题套圈的制造问题双端面(基准面)磨削与研磨双端面(基准面)磨削与研磨 平行度:平行度:1m,尺寸公差:,尺寸公差:10 m。注:有利于无基准磨削注:有利于无基准磨削后续磨削和超精加后续磨削和
6、超精加工沟道时,两个端面均可以做定位基准。工沟道时,两个端面均可以做定位基准。该要求使沟道质量好(该要求使沟道质量好(无砂轮花无砂轮花等)。等)。第11页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求外径和内外径做定位表面时的要求外径和内外径做定位表面时的要求 2-15 滤波圆度误差:滤波圆度误差:0.32m 15500 滤波圆度误差:滤波圆度误差:0.070.5m 注:在沟道磨削之前,定位表面要进行注:在沟道磨削之前,定位表面要进行精研加工。精研加工。第12页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求沟道超精参数选择沟道超精参数
7、选择 油石具有切削和光整的双重能力。油石具有切削和光整的双重能力。切削角的概念切削角的概念油石最大速度工件线速度max第13页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求如何改善油石的切削能力?如何改善油石的切削能力?压力、振动频率、摆角。压力、振动频率、摆角。工件转速。工件转速。煤油的含量。煤油的含量。背景:大切削角,背景:大切削角,2040,粗超精加工。,粗超精加工。第14页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求如何改善油石的光整能力?如何改善油石的光整能力?压力、振动频率、摆角。压力、振动频率、摆角。工件转速。工件转速
8、。机油的含量。机油的含量。背景:小切削角,背景:小切削角,510,精超精加工。,精超精加工。丝纹的形成丝纹的形成 在超精结束前的在超精结束前的 24s,尽量减小振动频率。,尽量减小振动频率。第15页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求沟道宏观误差问题(单位:沟道宏观误差问题(单位:mm)沟位置尺寸沟位置尺寸ae和和ai公差:公差:0.01 0.03 沟曲率半径公差:沟曲率半径公差:0.01 0.03 沟道直径公差:沟道直径公差:0.006 0.01 0.015 沟道直径的严重分散,意味着结构尺寸的沟道直径的严重分散,意味着结构尺寸的变更,可以改变钢球的理
9、想运动,改变钢变更,可以改变钢球的理想运动,改变钢球和保持架的相对位置,导致音质不稳定。球和保持架的相对位置,导致音质不稳定。第16页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求沟道粗糙度和波纹度问题(沟道粗糙度和波纹度问题(m)Ra 0.025;Ry 0.25;Rz 0.15。(对应拉丝工艺、成品轴承润滑等)(对应拉丝工艺、成品轴承润滑等)疏波波纹度疏波波纹度 0.2;密波波纹度密波波纹度 200措施措施 煤油含量。煤油含量。工件转速、油石压力。工件转速、油石压力。磨削粗糙度、残磁。磨削粗糙度、残磁。尽量不使用白刚玉油石。尽量不使用白刚玉油石。第21页,共58
10、页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求拉丝问题拉丝问题 断丝和短丝:油石太软,工件转动不稳断丝和短丝:油石太软,工件转动不稳定,油石夹持松动。定,油石夹持松动。纹路粗细不均匀:油石磨粒粒度不均匀。纹路粗细不均匀:油石磨粒粒度不均匀。第22页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求丝子丝子 线状浅划痕线状浅划痕11.5m深。深。油石或清洗液有杂质,油石磨粒不均匀、油石或清洗液有杂质,油石磨粒不均匀、有硬粒。有硬粒。溜子溜子 浅暗色条纹。浅暗色条纹。油石堵塞,由磨粒和铁屑划伤。应选软油石堵塞,由磨粒和铁屑划伤。应选软油石,应增加煤油
11、含量。油石,应增加煤油含量。亮带亮带 发亮带状。发亮带状。油石表面有粘结物。应增加煤油含量。油石表面有粘结物。应增加煤油含量。第23页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求 蝌蚪蝌蚪 蝌蚪状伤痕。蝌蚪状伤痕。油石硬磨粒脱落后压入。应减小压力,油石硬磨粒脱落后压入。应减小压力,重选油石。重选油石。拖尾拖尾 尾巴状划痕。尾巴状划痕。油石松动、超精结束时油石退回速度太油石松动、超精结束时油石退回速度太慢造成。慢造成。油石印油石印 圆周表面的有规律白色痕迹。圆周表面的有规律白色痕迹。油石松动,工件转动不稳定,磨削振纹油石松动,工件转动不稳定,磨削振纹太深(油石切削
12、能力太弱)。太深(油石切削能力太弱)。第24页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求c.加工质量与影响因素类型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,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:影响轴承噪声的因素排序:结构尺寸最大,宏观误差次之,微观误结构尺寸最大,宏观误差次之,微观误差最小。差最小。内圈和外圈居相同地位,钢球次之。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。内圈和外圈加工质量要匹配好。第25页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求 实验研究案例案例 考虑
13、三种因素,影响轴承噪声因素排序:考虑三种因素,影响轴承噪声因素排序:沟曲率半径沟曲率半径(结构尺寸)最大;(结构尺寸)最大;沟形误差沟形误差(宏观误差)次之;(宏观误差)次之;沟道表面粗糙度沟道表面粗糙度Ra(微观误差)最小。(微观误差)最小。原因分析:噪声设计和疲劳寿命设计不同。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。现行设计标准不是噪声设计,使然。第26页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求轴承零件的质量要求d.结构设计与加工质量结构设计与加工质量 必须注意,目前,并非加工质量越高越必须注意,目前,并非加工质量越高越好,满足一定的质量即可
14、。结构设计的好,满足一定的质量即可。结构设计的合理性是最重要的。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,制造质量问题使生的噪声是基本噪声,制造质量问题使噪声分散范围增大。噪声分散范围增大。第27页,共58页,编辑于2022年,星期三2 轴承零件的质量要求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、阻尼振切相关。一个重要原因是共振、阻尼振动、摩擦、碰撞等。动、摩擦、碰撞等。当制造和润滑条件不变
15、时,若噪声不稳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。如,轴承刚度没有压倒一切。第28页,共58页,编辑于2022年,星期三3 轴承装配轴承装配装配车间环境装配车间环境 温度(温度(25左右),相对湿度(左右),相对湿度(50%左左右),清洁无灰尘。右),清洁无灰尘。分选与合套由仪器自动完成,自动装配,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。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。合理设计注脂头,注脂于沟道而非过梁。高速均匀油脂。高速均匀油脂。第29页,共58页,编辑于2
16、022年,星期三3 轴承装配轴承装配 最佳游隙。最佳游隙。例如(仅供参考):例如(仅供参考):6203轴承,一般合套游隙轴承,一般合套游隙 518m,用,用 于电机时于电机时411 m,加载游隙,加载游隙 914m。第30页,共58页,编辑于2022年,星期三4 轴承润滑轴承润滑注意油脂性质注意油脂性质 稠度,滴点,基础油粘度。稠度,滴点,基础油粘度。油脂性质要和沟道质量相匹配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。拉丝例如,沟道粗糙度不是越小越好。拉丝工艺要满足工艺要满足 Ry 要求。要求。轴承设计与制造越精良,基础油粘度可轴承设计与制造越精良,基础油粘度可以越低,反之越高
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