音响与振动精品文稿.ppt

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1、音响与振动第1页，本讲稿共54页滚动轴承的振动与音响滚动轴承的振动与音响n轴承的振动与音响的分类轴承的振动与音响的分类n轴承的振动与音响的解析工具轴承的振动与音响的解析工具n轴承的振动与音响关连的测量设备轴承的振动与音响关连的测量设备2023/5/192第2页，本讲稿共54页背景背景n随着滚动轴承加工设备性能提高的同时、对轴承的使用条件也随之严了起来，随着滚动轴承加工设备性能提高的同时、对轴承的使用条件也随之严了起来，特别是信息设备的进步和普及，今后对其的高性能化已经难以预见。而且对特别是信息设备的进步和普及，今后对其的高性能化已经难以预见。而且对极低温（极低温（-20-40)-20-40)、

2、高转速或特殊的负荷条件等。因此、轴承在某些特殊、高转速或特殊的负荷条件等。因此、轴承在某些特殊过严的条件下，异常音发生也在不断的出现。过严的条件下，异常音发生也在不断的出现。轴承的音响与震动问题机械的高性能化小型轻量化高输出功率环境的苛刻（低温高速化）新用途的不断出现（VTR，HDD）2023/5/193第3页，本讲稿共54页轴承振动与音响的分类轴承振动与音响的分类n作为单个滚动轴承的振动与音响，在使用中一般主要分为作为单个滚动轴承的振动与音响，在使用中一般主要分为4大大类，而且，还可以对其进行再分，。但相互间没有绝对的界线。类，而且，还可以对其进行再分，。但相互间没有绝对的界线。轴承振动与轴

3、承振动与音响的分类音响的分类轴承轴承结构结构原因产生的振动与音响原因产生的振动与音响轴承轴承精度精度原因产生的振动与音响原因产生的振动与音响轴承轴承安装安装原因产生的振动与音响原因产生的振动与音响其他其他原因产生的振动与音响原因产生的振动与音响2023/5/194第4页，本讲稿共54页轴承振动与音响的分类轴承振动与音响的分类-1 表表1 1表示了目前使用了优良的技术，但还是要发生的，即轴承原生表示了目前使用了优良的技术，但还是要发生的，即轴承原生态的振动与音响的关系。态的振动与音响的关系。所以，这些振动和声音的发生，他也不会影响到轴承机能而发生故所以，这些振动和声音的发生，他也不会影响到轴承机

4、能而发生故当障。当障。在声音产生的时候，大多数场合同时产生振动。同样，在有振动发在声音产生的时候，大多数场合同时产生振动。同样，在有振动发生时，也伴随有声音发生。振动或声音的产生现象生时，也伴随有声音发生。振动或声音的产生现象,一般可以频率一般可以频率（HZHZ）来表示，所以可以用频率分析）来表示，所以可以用频率分析(FFT)(FFT)的方法对这个频率进行确。的方法对这个频率进行确。人耳对低频率的声音是不太容易听见的，但振动频率变高，也不是人耳对低频率的声音是不太容易听见的，但振动频率变高，也不是太能感觉到的，所以频率低的时候的振动，当频率一变高，多数就会看太能感觉到的，所以频率低的时候的振动

5、，当频率一变高，多数就会看成音响问题，此时的频率界限目标，一般为成音响问题，此时的频率界限目标，一般为1000HZ1000HZ的程度。的程度。2023/5/195第5页，本讲稿共54页轴承振动与音响的分类轴承振动与音响的分类表表1 基于轴承结构的振动与音响的分类基于轴承结构的振动与音响的分类音音振动振动音色音色特征特征滚道音滚道音套圈的固有振动套圈的固有振动连续的连续的“xia-，xiu-”音音所有轴承都会发生的最基本所有轴承都会发生的最基本的声音的声音滚动体滚动体落下音落下音套圈的固有振动套圈的固有振动保持器的固有振动保持器的固有振动有规则的有规则的“katakata”，“kotokoto”

6、音音大型轴承大型轴承水平轴时发生水平轴时发生径向负荷，低速时发生径向负荷，低速时发生尖鸣声尖鸣声套圈的固有振动套圈的固有振动断续或连续的断续或连续的“ki-ki-”音音大型圆柱滚子轴承发生大型圆柱滚子轴承发生径向负荷，油脂润滑，特定径向负荷，油脂润滑，特定转速时发生转速时发生保保持持器器CK音音保持器的固有振动保持器的固有振动规则的规则的“kaqia kaqia”所有轴承都会发生所有轴承都会发生CG音音保持器的振动保持器的振动断续或连续的断续或连续的“jia-jia-”音音高粘度油脂发生高粘度油脂发生冲突冲突音音保持器的固有振动保持器的固有振动规则的规则的“gaqigaqi”音音径向负荷，回转

7、初期发生径向负荷，回转初期发生滚动体通过滚动体通过滚动体通过的振动滚动体通过的振动规则的规则的“gologolo”音音所有轴承，径向负荷时发生所有轴承，径向负荷时发生2023/5/196第6页，本讲稿共54页滚道音（音色和发生原因）滚道音（音色和发生原因）特征特征 滚道音是所有轴承都会发生的最基本的声音，就是听起来是“xia”那样的声音。在讲到滚动轴承的噪音水准时，通常是这个音的大小。发生机理发生机理 轴承套圈的滚道和滚动体的表面，即使采用了现在优良的加工技术，但微小的起伏（波纹）的形状误差还是存在的（图2）。由于这个凹凸不平的存在，轴承套圈的滚道和滚动体之间的接触弹性，就会有微笑的变化。弹性

8、力的变化，在轴承套圈上起到一个加振力的作用，这个结果引起的振动就成了滚道音的发生（图3）。轴承套零件中外圈最容易引起振动，也就多数成了外圈固有振动的音的主要成分。图3 滚道音的产生机理图2 滚道面的状态2023/5/197第7页，本讲稿共54页滚道音（频率分析）滚道音（频率分析）图4是不同型号的球轴承的滚道音分析结果的例子。由图可以看出，滚道音是由大约在1000HZ以上的频率成分起支配作用的，轴承的型号不同而频谱也不同。因此，滚道音发生的频率是由内、外圈滚道的扭曲情况有关，这些固有的扭曲，因轴承的尺寸而异（图5）。球轴承和圆柱滚子轴承内、外套圈的固有振动数通过计算机辅助计算是可以算出来的。图4

9、 滚道音的频率图谱例2023/5/198第8页，本讲稿共54页滚道音（性质）滚道音（性质）球轴承的滚道音，具有下面的特征。1即使回转速度有变化，音的主频率也不会有太大的变化。2音的水准，随回转速度的增加而增加。3轴承箱的刚性高，音的水准就低，由于回转速度增加音的增加也是很小的。图6 滚道音与回转速度图7 滚道音与轴承箱的刚性2023/5/199第9页，本讲稿共54页滚道音滚道音（特点）（特点）a.噪声、振动具有随机性；b.振动频率在1kHz以上；c.不论转速如何变化，噪声主频率几乎不变而声压级则随转速增加而提高；d.当径向游隙增大时，声压级急剧增加；e.轴承座刚性增大，总声压级越低，即使转速升

10、高，其总声压级也增加不大；f.润滑剂粘度越高，声压级越低，但对于脂润滑，其粘度、皂纤维的形状大小均能影响噪声值。滚道声所激发的声能是有限的，如在正常情况下，优质的6203轴承滚道声为2527dB(声压级)。2023/5/1910第10页，本讲稿共54页滚动体落下音（发生原因）滚动体落下音（发生原因）特征特征 这个音对球轴承称“球落下音”，滚子轴承称“滚子落下音”，比较大型的轴承在承受径向负荷时比较多发。但仅在低速回转范围内发生，速度一高，这个音就会消失。那是一个断续的“katakata”的冲突音，后面要谈到的伤痕音也有相似的性质。发生机理发生机理 轴承在径向负荷的情况下使用，轴承内部就会产生负

11、荷区和无负荷区，无负荷区由于内部间隙的存在，滚动体与内圈不接触，在离心力（Fc）的作用下，与外圈接触（图8a）。反过来，在低速度回转范围内由于离心力变小，滚动体就要落下来，就会发生与保持器或内圈的冲突音（图8b）滚动体与外圈接触滚动体与内圈或保持器冲突离心力Fc滚动体重量W1高速回转时FcW1低速回转时FcW1图8 滚动体落下音发生机理2023/5/1911第11页，本讲稿共54页滚动体落下音（特点）滚动体落下音（特点）a.脂润滑时易产生，油润滑时不易产生。当用劣质润滑脂时更易产生。b.冬季常常发生。c.对于只作用径向载荷且径向游隙较大时也易产生。d.在某特定范围内也会产生且不同尺寸的轴承其速

12、度范围也不同。e.可能是连续声亦可能是断续声。f.该强迫振动常激发外圈的二阶、三阶弯曲固有振动，从而发出该噪声。2023/5/1912第12页，本讲稿共54页滚动体落下音（对策）滚动体落下音（对策）对策对策 对应此音，使用以下方法是有效果的对应此音，使用以下方法是有效果的 1 施加预压施加预压 2 减小径向间隙减小径向间隙 3 使用陶瓷类较轻的滚动体使用陶瓷类较轻的滚动体2023/5/1913第13页，本讲稿共54页尖鸣声（发生原因）尖鸣声（发生原因）特征特征 尖鸣声是一种“ki-ki-”的金属间滑动摩擦产生相当剧烈的尖叫声音。发生尖鸣声的，轴承的温度一般不会上升，同时，轴承的寿命和油脂的寿命

13、也不会产生不良的影响，所以音响不特别重要的时候，对轴承的运转是不会造成故障的。这个音对比较大型的轴承的油脂润滑，承受径向负荷时容易发生。圆柱滚子轴承比较容易成问题，当然球轴承也有发生。发生机理发生机理 作为尖鸣声的发生机理，润滑对外圈的振动关连是比较大的，所以外圈与滚动体间产生滑动，此时的摩擦可以作为关系到自励振动的一种来考虑径向间隙径向间隙无负荷圈无负荷圈滚动体与外圈间打滑滚动体与外圈间打滑尖鸣声发生发生润滑条件润滑条件滚动体与保持器间的摩擦滚动体与保持器间的摩擦油脂的流动阻力油脂的流动阻力图9 断续音的发生机理2023/5/1914第14页，本讲稿共54页尖鸣声尖鸣声（特点）（特点）a.轴

14、承径向游隙大时易产生。b.通常出现在脂润滑中，油润滑则较罕见。c.随着轴承尺寸增大而减小，且常在某转速范围内出现。d.冬季时常出现。e.它的出现是无规则的，和不可预知的，并且与填脂量及性能、安装运转条件有关。2023/5/1915第15页，本讲稿共54页尖鸣声尖鸣声（对策）（对策）对策对策 采取以下方法将是有效的 1 外圈挡边与保持器外径间的间隙要缩小 2 滚子的母线形状要直2023/5/1916第16页，本讲稿共54页保持器音（保持器音（CK音的发生原因）音的发生原因）种类 保持器音的种类有以下两种 1 保持器与滚动体发生冲突的声音 2 保持器的来回摆动发出的声音 可以分为“CK音”和“CG

15、音”CK音的特征 1 冲压保持器、拉深保持器、实体保持器等都会发生 2 油脂润滑、油润滑也都有发生 3 轴承的外圈上一施加瞬间负荷时容易发生 4 径向间隙大的时候，容易发生2023/5/1917第17页，本讲稿共54页保持器音（保持器音（CK音发生的原因）音发生的原因）发生机理发生机理 CK音是保持器每一回转，保持器与滚动体或套圈冲突所发生。是 “咔嚓、咔嚓”的周期性的声音。滚动体在离开载荷区后，滚动体突然加速而与保持架相撞而发出的噪声，这种撞击声不可 避免，但随着运转一段时间后会消失。保持器的运动（有规律性）滚动体与保持器的冲突图10 CK音的发生机理 对策对策 保持器与滚动体之间有间隙存在

16、，所以要不冲突而不产生振动是困难的，减少装配误差，优选合理的间隙和保持架窜动量来改善，缩小安装误差，可以有一定的降低。2023/5/1918第18页，本讲稿共54页保持器音（保持器音（CG音发生的原因）音发生的原因）CGCG音的特征音的特征 CG音，也称为“重复音”的一种独特的声音。jia-jia-jia-jia-使耳朵难受的声音。发生机理发生机理 保持器与滚动体的滑动摩擦引起的保持器刚性的激振摆动状的运动时产生。保持器的运动（无规律性）滚动体与实体保持器面间的摩擦力变化 图11 CG音的发生机理 对策对策 JC保持器或低粘度油脂的采用，提高制造精度和表面质量，清洗效果也至关重要。深沟球轴承的

17、冲压保持架较薄，在径向和轴向平面内的弯曲刚度较低，整体稳定性差，轴承高速旋转时就会因弯曲变形而产生自激振动，引起“蜂鸣声”。2023/5/1919第19页，本讲稿共54页滚动体通过的振动（发生原因）滚动体通过的振动（发生原因）特征特征 滚动体通过的振动，径向间隙大的、大型的轴承使用径向负荷时发生的振动。这个振动一发生，回转轴的中心会上下左右的摆动，会发生“gologolo”的声音。FrFr 发生机理发生机理 当轴承在径向载荷作用下运转，其内部只有若干个滚动体承受载荷，由于与套圈的弹性接触构成的“弹簧”支承使滚动体在通过径向载荷作用线产生了周期性振动，而转轴中心因此会上下垂直移动或做水平方向移动

18、，同时引发噪声。这类振动称之为滚动体通过振动，尤其是在低速运转时表现更为明显。如右图，a、b所示，上下方向会发生一定的变位量。同时，这个中心的位置滚动体也有左右变位。A滚动体负荷正对 B 滚动体负荷方向对称图12 滚动体通过振动的发生机理2023/5/1920第20页，本讲稿共54页滚动体通过的振动（对策）滚动体通过的振动（对策）振动发生的频率 滚动体通过的振动的频率由下式表示 f=Z fc（HZ）Z：滚动体数，fc：滚动体的公转频率（HZ）左图为Z=8，所以滚动体通过的箭头方向 Z fc=8 fc（HZ）的振动发生对策 滚动体的通过振动，一般因为振幅较小，所以不成问题的 对于这个振动的对策

19、1 径向间隙缩小 2 施加预压 2023/5/1921第21页，本讲稿共54页轴承的振动与音响的分类轴承的振动与音响的分类-2 这里分类的振动与音响，与轴承的制造误差有关，但现在即使采用了精密的轴承加工技术也还难以做到完全防止。所以与前面所讲到的轴承本身原因的振动与音响是难以严格区分的。但低频音（bibili音）或断续音的振动，在达到某种程度以上的水准时，多数是作为问题的，通常是在这样的水准以下，作为本质的声音来区别。表2 与轴承精度相关的振动与音响的分类音振动音色特征bibili音波纹引起的振动内圈wu-wu-go-go-连续音外圈滚动体连续音，但会经常消失（球）2023/5/1922第22

20、页，本讲稿共54页bibili音（特征）音（特征）由轴承零件超精加工面上的波纹引发的振动，是由于滚动体及内外圈滚动面具有比较大的波峰高度造成圆周方向的凹凸（波纹）。为了防止发生，滚动轴承的滚道面进行极高精度的加工。其最明显的例子就是钢球，最高精度登记的球，如果把他放大到与地球同样的大小，他的波峰大高度民主要在100m以下是不可能的。特征特征 bibili音是类似”呜-呜-“或”翁翁“的声音。发生的声音或振动的频率随转速而变化。滚动轴承所发生的音中，除bibili音以外的代表性的音，含有轴承零件的共振现象，其频率不因转速而变化。因此，这点上bibili音与其他音是能够区别的。2023/5/192

21、3第23页，本讲稿共54页bibili音（球的圆度形状测定例）音（球的圆度形状测定例）10m0.092m0.020m倍率:2000倍倍率:20万倍球的圆度测定结果例轴承用球的圆度测定结果例高精度的球的圆度测定结果例2023/5/1924第24页，本讲稿共54页bibili音（振动频率的计算）音（振动频率的计算）根据波数的振动频率的计算根据波数的振动频率的计算 施加一定的轴向负荷时轴承发生的振动频率，可按表3计算。对球轴承以外的轴承，只要输入参数和回转条件也是可以进行计算的。振动方向振动方向 波纹波纹轴承零件轴承零件径向径向轴向轴向波数波数振动频率振动频率波数波数振动频率振动频率内圈内圈nZ11

22、nZfifrfrnznZfi外圈外圈nZ11nZfcnZnZfc滚动体滚动体2n2nfbfcfc2n2nfb表3 产生振动的波数与轴承的振动数N：正整数，Z：滚动体数，Fi：内圈回转频率数（HZ），Fc：保持器回转频率（HZ）。Fi=fr-fc，fb：滚动体回转频率（HZ）2023/5/1925第25页，本讲稿共54页bibili音（径向振动的发生机理）音（径向振动的发生机理）发生机理发生机理 bibili音是轴承零件的加工面超竟加工在圆周方向上的波（凹凸）的存在，和轴承的力的变化，在直径方向（角方向）和轴方向发生的振动。图13是内圈分别有nZ-1，nZ，nZ+1波的球轴承外圈的径向振动发生机

23、理的说明图。在nZ的场合，记号1和记号5的球与波峰接触（红点），外圈的直径方向没有振动。在nZ-1，nZ+1波的场合，记号1的球与峰接触（红点），记号5的球与谷接触（兰点），外圈向箭头的方向移动,此时,表3表示了震动频率发生。798直径方向轴承振动频率8fifr（Hz）a）nZ-1 b）nZ c）nZ+1图13 不同波数的直径方向振动的发生机理内圈有波纹时nZfifr（HZ）2023/5/1926第26页，本讲稿共54页bibili音（轴向振动的发生机理）音（轴向振动的发生机理）内圈有波纹的场合nZfi（HZ）轴方向的轴承振动频率 8fi(hz)a)和滚动体峰的接触 b)和滚动体谷的接触图14

24、 因波纹引发轴向振动的机理 图14是内圈上有nZ个波峰的球轴承外圈的轴方向振动发生机理的说明图。图a）为所有的球与波峰接触（红点）的情况，b）是所有的球与波谷接触（兰点）的情况。在nZ的波时，外圈的轴方向的振动，nZ峰与谷的相互交替和球接触，轴承的径向间隙的变化是接触角变化并使外圈向红箭头的方向移动。这个振动，如表3所表示的内圈的波纹为起因的轴向的振动频率的产生。接触角变化2023/5/1927第27页，本讲稿共54页由波纹引起的轴承振动的实例由波纹引起的轴承振动的实例 要求超低振动（低NRRO）的轴承代表，就是HDD的主轴马达用的球轴承。所谓NRRO，就是转速和不同期的转轴的摆动成分，也就是

25、除去转速成分后的轴承的振动（为主的，1KHz）以下。图15是NRRO的成分分析结果的例子，图a）为除去回转成分（绿点）的成分是所有轴承零件的波纹为起因的振动成分。这些成分一大，如图b）所示的时间范围波形的幅度就变大，这个量就成为NRRO水准。振幅m1010.10.01100hz 200hza)频率范围内 b)时间范围 图15 NRRO的分析结果现在对HDD用球轴承的NRRO要求水准为30nm以下.为此,对轴承零部件正追求nm(1/1000 m)水准的高精度化2023/5/1928第28页，本讲稿共54页bibili音（对策）音（对策）对策对策 这种振动(bibili音),由轴承零件的超精面上圆

26、周方向的波纹减小,大体上可以达到不成为问题的水准.但即使轴承的精度制作得相当精良,安装轴承的孔和轴的表面形状不好,就会影响滚道的形状,这种音也还会发生。在轴上开有键槽时，也会引发同样的情况，务必注意。2023/5/1929第29页，本讲稿共54页轴承的振动与音响的分类轴承的振动与音响的分类-3 轴承的主要零件，具有相当硬的表面，错误安装及轴承的掉落，以及给以冲击，轴承工作表面上还是会留下痕迹。即使是少许的形状不良，就会成为轴承振动或音响的发生原因，这样的痕迹及伤痕、微小的尘粒都是会成问题的。这里要区分的振动和音响，主要是轴承安装方面有问题时发生的。表4 轴承安装不良引发的振动与音响的分类音振动

27、音色特征伤痕音伤痕引起的振动内圈叽-皮（规则的）有规律的特定的间隔外圈滚动体规则的但有时会消失垃圾音垃圾引起的振动 欺 欺不规则2023/5/1930第30页，本讲稿共54页伤痕音（特征）伤痕音（特征）特征特征 轴承滚道表面上一旦有伤痕、压痕或锈等，在轴承回转时，就会发出“皮-”那样的脉冲的声音。如果转速一定，这个声音的发生周期（时间间隔）也就一定，转速一降低，周期就变长。伤 锈 a）内圈滚道面上有伤 b）外圈滚道面上有锈 图16 滚道面上的损伤2023/5/1931第31页，本讲稿共54页伤痕音（发生机理）伤痕音（发生机理）发生机理发生机理 轴承滚道表面上一有伤、压痕以及锈等，轴承在回转时，

28、这些表面上的伤的部分就会与滚动体发生冲突而发出声音。图17是外圈滚道面上有伤痕，当在内圈回转时的说明图。首先记号7的球与滚道面的伤发生冲突，接下来依此为记号8、记号1，球与伤以一定的间隔重复冲突。此时，球与伤的冲突就引发了外圈发生冲击振动。这个冲突的发生周期，与球在伤痕上通过的间隔是相同的，内圈的转速一降低，这个周期（间隔）就变长。伤滚动体与伤的冲突(78127）冲突发生的周期外圈滚道面有伤的场合图17 外全滚道面上有伤的伤痕音的发生机理2023/5/1932第32页，本讲稿共54页伤痕音（发生频率的计算）伤痕音（发生频率的计算）伤痕音的发生频率的计算伤痕音的发生频率的计算 伤痕音的发生频率由

29、转速和轴承的内部诸因素所决定，表5是计算式。由此，伤痕音发生频率及伤痕的发生位置是可以推断的。对球轴承以外的也可以用同样的方法进行计算的内圈伤外圈伤滚动体伤图18 有伤时的振动的时间波形伤的位置脉冲的发生间隔频率(HZ)内圈Zfi=fr/2 1+Da/dm*cosZ外圈Zfc=fr/2 1-Da/dm*cosZ滚动体2fb=fr1-Da2/dm2*cos2 dm/DaZ:滚动体数,fr:内圈回转频率(HZ),Da:滚动体直径.:接触角表5 有伤痕时发生的频率2fb-1 zfc-1 zfi-1 2023/5/1933第33页，本讲稿共54页伤痕音（分析）伤痕音（分析）概要 频率分析是振动或音响问

30、题中最良利用信号的处理方法之一。在做轴承异常诊断时，如图18所示根据伤的脉冲着眼于成分规律性，根据频率分析伤是能分析的。但此时单纯对轴承的振动或音响作频率分析，根据伤的脉冲的发生间隔的频率找不出的情况还比较多。处理方法 例如图19所示的振动波形，其周期为T（冲击振动的周期），由频率分析得知，即使对振动信号做原样状态的分析，一般要得到显示周期T的特征的频率的频谱还是困难的。另一方面，在绝对值检波后施加滤波处理，再进行频率分析（分析），有无规律及脉冲的发生间隔频率是能容易检出的。这个分析方法，比较广泛的用于伤痕发生的位置的解析等。适用例 此分析方法，广泛的用于伤痕发生的位置的解析等。滚动体通过振动

31、、滚动体落下音、保持器音（CK音）等那些有周期性的振动或声音的解析是有效的。2023/5/1934第34页，本讲稿共54页伤痕音伤痕音（分析）（分析）T T 1/T 时间（ses）时间（ses）频率（HZ）频率（HZ）0 5000 10000振幅频率分析不明白发生间隔的频率振幅振幅振幅振動波形 絶対値検波波形 频率分析 绝对值检波处理低域过滤图19分析例分析例2023/5/1935第35页，本讲稿共54页伤痕音伤痕音（对策）（对策）对策对策 要去掉这个振动或声音 1 交换新品轴承 2 在安装时，一定不要对轴承施加冲击。2023/5/1936第36页，本讲稿共54页垃圾音垃圾音（特征与对策）（特

32、征与对策）特征特征 轴承没有充分洗净、润滑剂中有异物混入、或在回转中垃圾混入到轴承中，都会发生“jijiji”那样的声音。这个声音是由于异物或垃圾进入到滚道面中时发生的，所以叫垃圾音。垃圾音的大小是不一定的，发生也不规则。对策对策 垃圾混入，当然要发生垃圾音，经常会在滚道面上产生压痕，因此也会成为轴承寿命缩短的原因，有必要加以注意。作为对策，以下方法是会有效果的。1 要洗净轴承内部，去除异物 2 改善轴承的密封方法 2023/5/1937第37页，本讲稿共54页轴承的振动与音响的分类轴承的振动与音响的分类-4 据前所述，轴承的振动与音响的分类，有轴承自身结构的原因、有精度的原因、也有安装不良的

33、原因。也有其他原因使轴承发生振动和音响，这些就不作详细的说明了。音振动音色特征防尘盖音防尘盖的固有振动pi-与盖接触时发生润滑脂的音Gujiugujiupiqipiqi不规则表5 其他的振动和音响的分类2023/5/1938第38页，本讲稿共54页防尘盖音及润滑脂音（特征）防尘盖音及润滑脂音（特征）防尘盖音的特征防尘盖音的特征 带防尘盖的轴承在润滑脂润滑时，有时会发出“pi-”那样的声音。这个声音可以认为是盖的接触部的摩擦引起的自激振动 可以对盖或润滑脂的变更来作为对策润滑脂音的特征 这个声音是润滑脂润滑在回转的初期有时会发生“gujiugujiu或”piqipiqi的声音。这可认为是在添加润

34、滑脂的过程中，润滑脂中混有气泡存在而发生。发生的间隔是不规则的，随回转时间会慢慢消失。音的水准因为其不是很大，所以不是问题。2023/5/1939第39页，本讲稿共54页轴承的振动与音响的解析工具轴承的振动与音响的解析工具轴承异音解析系统轴承异音解析系统 轴承安装到设备中，到市场上后音响（振动）问题最多的还是异常音（振动）。回转的机械一发出异常音，首先就怀疑轴承并要取得轴承厂商的见解。如今各销售部门的技术担当立即赶到顾客处，进行现场判断和做磁带录音，从技术 研究方面进行音的解析，给顾客以分析报告。因此，不能进行现场判断时，就需要响应的工夫和时间。自动诊断仪利用拾振器（测头）对轴承的异常音能进行

35、解析和判断。机能机能 频率分析 时间波形 分析 滤波处理 能诊断的声音（振动）能诊断的声音（振动）伤痕音（损伤零件的推断）bibili音（bibili零件的推断）保持器音（CK音）滚动体落下音2023/5/1940第40页，本讲稿共54页轴承异音解析系统轴承异音解析系统 解析解析 问题音或振动的信号有拾振器接受，由轴承异音解析系统进行异常音有无的自动诊断。a）解析图面 b）自动诊断图面 图20 解析与诊断的图面2023/5/1941第41页，本讲稿共54页轴承振动与音响的测定仪轴承振动与音响的测定仪轴承振动测定仪（安德鲁仪）安德鲁仪是专为检查装配后的轴承振动品质的测定仪。在轴承的外圈施加任意的

36、轴向负荷，内圈在一定的转速（1800rpm）回转，从轴承发生的径向振动由拾振器检出，将这个信号按频率区域分成3份，由个频段的仪表指示出来。同时由覆盖全频段的扬声器，可听到伤痕有无的声音来判断振动品质的好坏。图21是安德鲁仪的外观 图21安德鲁仪的外观图轴向负荷装置表头拾振器测定对象轴承2023/5/1942第42页，本讲稿共54页轴承振动与音响的测定仪轴承振动与音响的测定仪轴承音响测定仪（噪音计）麦克风测定对象轴承轴向负荷图22 噪音的测定方法 滚动轴承的音的测定有专门的规定。图22是噪音水准（声音）的测定方法2023/5/1943第43页，本讲稿共54页声音（振动）的录音注意点声音（振动）的

37、录音注意点对顾客音（振动）问题录音时，一下几点需要注意：1 处理顾客的音或振动问题一定要把握到位2 有问题音（振动）时和没有时，两方面都要录音的3 测定条件（时间，顾客名，转速，检出器的安装位置，负荷条件等）所有数据要记录好，。但应该将问题音作为重点4 要将问题音和其他音能区分开来5 改变回转数6 录音机要用音乐用的好的录音机，能互换使用的7 录音水准要适当8 在屋外要注意风扇等的影响，（麦克风的接收效果）9 背景噪音要小10 录音结束要自己确认录音的效果 2023/5/1944第44页，本讲稿共54页国内对轴承振动影响因素的认识国内对轴承振动影响因素的认识 1.钢球、内、外套圈、保持架工作表

38、面的尺寸公差、钢球、内、外套圈、保持架工作表面的尺寸公差、形位公差、表面质量都将影响和产生轴承的噪音值。形位公差、表面质量都将影响和产生轴承的噪音值。2.保持架、套圈和钢球三种组成深沟球轴承的主要零保持架、套圈和钢球三种组成深沟球轴承的主要零件对轴承振动的影响程度是件对轴承振动的影响程度是1：3：8的关系。的关系。3.轴承套圈外内沟道和钢球的波纹度对深沟球轴承振动轴承套圈外内沟道和钢球的波纹度对深沟球轴承振动的影响程度是的影响程度是1：2：5的关系。的关系。4.轴承套圈对轴承振动值影响的主要因素有沟道圆度、轴承套圈对轴承振动值影响的主要因素有沟道圆度、波纹度、表面粗糙度、沟曲率、沟道表面磕碰伤

39、，其波纹度、表面粗糙度、沟曲率、沟道表面磕碰伤，其中影响最为严重的是沟道波纹度和表面粗糙度。中影响最为严重的是沟道波纹度和表面粗糙度。2023/5/1945第45页，本讲稿共54页为降低噪音值企业所采取的一般作法为降低噪音值企业所采取的一般作法 1、大幅度的提高工序间技术条件要求，一般由、大幅度的提高工序间技术条件要求，一般由P6级提高到级提高到P5级乃至级乃至P4级的技术要求，以确保工序间加工的轴承零级的技术要求，以确保工序间加工的轴承零件有足够的精度储备。件有足够的精度储备。2、大幅度增加零件的加工次数和遍数，如沟道分粗、细、大幅度增加零件的加工次数和遍数，如沟道分粗、细、精三遍磨削，沟道

40、超精采用四遍超等方式。精三遍磨削，沟道超精采用四遍超等方式。3、采用高精度的部件，直拌采用、采用高精度的部件，直拌采用G5级成品球，降低钢球级成品球，降低钢球对振动值的影响等方法。对振动值的影响等方法。4、从大批量产品中挑选符合要求的产品。、从大批量产品中挑选符合要求的产品。2023/5/1946第46页，本讲稿共54页对这些做法的粗浅看法对这些做法的粗浅看法 1、增加了工序间加工产品的难度，产品的一、增加了工序间加工产品的难度，产品的一次合格率降低，对操作者的操作技能要求次合格率降低，对操作者的操作技能要求提高。提高。2、增加了加工成本，不利于产品在市场流通、增加了加工成本，不利于产品在市场

41、流通领域的竞争。领域的竞争。3、应根据产品振动的成因对加工方式进行适、应根据产品振动的成因对加工方式进行适当的增减，获取最大的效益。当的增减，获取最大的效益。2023/5/1947第47页，本讲稿共54页超精不良例超精不良例2023/5/1948第48页，本讲稿共54页2023/5/1949第49页，本讲稿共54页典型异常声及其形成原因典型异常声及其形成原因 序号典型异常声形 成 原 因1“轰鸣”声保持架变形；装机配合不当；轴承共振2“吱吱”锯齿声钢球缺陷；沟道伤痕；杂质3“咔啦”、“漆漆”声轴承中有杂质颗粒4“嗡嗡”声沟道圆度和沟形不好；波纹度大5“交流”声滚道振纹；粗糙度大6“咕噜”声内径

42、与芯轴间隙过大；内径有脏物7“呱哒马蹄”声保持架的窜动量大8“咯吱”声保持架的窜动量小9“叽-”、“逼-”声滚动表面缺陷10“叽叽嘎嘎”声钢球辗压润滑脂11“啸叫”声钢球与保持兜孔间滑动摩擦2023/5/1950第50页，本讲稿共54页异常声产生的原因异常声产生的原因 缺陷部位缺 陷特 点内圈滚道磕碰伤、划伤等缺陷；波纹度；振纹；粗糙度；圆度；沟形周期性外圈滚道磕碰伤、划伤等缺陷；波纹度；振纹；粗糙度；圆度；沟形周期性滚动体磕碰伤、划伤擦伤等缺陷；锈斑；直径变动量；波纹度周期性保持架兜孔过大或过小；变形；表面加工质量周期或非周期性润滑剂脂的过多或过少；润滑剂颗粒；非周期性其他杂质或尘埃；剩磁；

43、预载过大；洁净度；非周期或周期性2023/5/1951第51页，本讲稿共54页异常声的工艺控制异常声的工艺控制 零 件控 制 异 常 声 的 工 艺钢 球(1)采用表面硬化处理工艺,防止表面划伤和提高疲劳寿命;(2)调整热处理工艺，采用高温回火，增强回火稳定性，提高钢球储存的尺寸稳定性;(3)改进精研工艺，认真处理好表面质量;(4)加强半成品防锈管理;(5)采用高洁净度的清洗技术;(6)改进高级别球定级标准。套 圈(1)改进磨削工艺,提高加工基准的精度;(2)沟道分粗、精两次磨加工;(3)沟道超精“定量化”;(4)防止加工过程中零件磕碰伤;(5)高度重视外观质量;(6)提高洁净度。保持架（1）

44、改进造型和制造精度，使其接近理想球形；（2）减小球面部分向铆钉支承平面的过渡圆角；（3）提高铆钉孔的尺寸精度和定位精度；（4）提高表面质量和表面洁净度；（5）防止球窝磕碰划痕。润滑油,润滑脂（1）提高基础油的粘度；（2）采用皀纤维短的脂；（3）采用洁净度高的润滑剂装 配(1)在封闭的高洁净度的独立车间装配；（2）装配前所有零部件必须经过清洗干燥；(3)搞好尺寸分档；(4)提高成品清洗精度；(5)工序间尽量采用自动化传送，避免人工搬运，严防污染零件表面和划碰伤。2023/5/1952第52页，本讲稿共54页检测方法检测方法图图1 轴承异常声检测方法轴承异常声检测方法2023/5/1953第53页，本讲稿共54页2023/5/1954第54页，本讲稿共54页