低振动轴承的应用

ftgww123

滚动轴承的振动与噪声实为同一根源的两种外在表现，在一般使用条件下，滚动轴承的噪声问题多发生在1kHz以上，而滚动轴承的振动问题多发生在1kHz以下。轴承振动直接影响到轴承所在系统的旋转精度和噪声指标，因此各类机器(包括机床和电机)都要求控制轴承的振动。在很多情况下，人们通过测量轴承的振动来代替测量其噪声，可见降低振动就是降低噪声。

一 轴承振动的产生原因
' c7 A. w. O" D# X, t
, V: {& B8 n2 P要控制轴承的振动，就要针对振动的产生根源来采取对策。

二、轴承的本质振动及其对策

滚动轴承的本质振动，是指完全没有形状误差的轴承，在承受负荷时其套圈与滚动体之间出现弹性接触而产生的特有振动。

1．滚动体通过振动及其对策
. o/ {+ O0 V0 m, M6 A7 R# f
+ ?8 a6 X8 r/ o; \4 f: J滚动体处于径向负荷F的作用线上，和处于对称于该作用线的位置，其受力大小是不同的，因而在它与套圈的接触处所引起的弹性变形量也不同，这样造成轴系的轴线不断地作周期性的上下窜动，即发生周期性的振动，称为滚动体通过振动。

滚动体的通过振动发生在有径向游隙的轴承，承受径向负荷或径向负荷占很大优势的联合负荷的场合。在此场合，实际上轴的轴线在水平方向也有左右窜动。

低转速时球轴承中钢球的通过振动的实际情况与理论计算值基本一致，所引起振动的频率为球的公转速度和钢球粒数的乘积。其振动的振幅与轴承的型号、径向游隙、滚动体的粒效以及所受径向负荷的大小有关。
2 f8 W2 ~6 W) W: R# |
1 |3 j; B8 D3 l; T; ^8 L控制滚动体通过振动的方法是在可能的范围内，减小轴承的径向游隙，对球轴承施加以适量的轴向预紧。

2．套圈的固有振动及其对策
5 s! O" K! C4 {% ^* G: `# G
- f, i& c' M& K套圈的固有振动是滚动轴承的基本振动，可分为三类：
  q2 j3 [" p5 T0 u4 A
(1)外圈惯性力矩系的角向固有振动；
(2)外圈质量系的轴向固有振动，
(3)轴承套圈的弯曲固有振动。
; y  X( L4 f, f  ]% ^
0 E# k( M3 E6 X% ^即使以现代加工技术制造出来的精密轴承，也无法避免发生这种振动。这种振动之所以重要，是由于它与轴承的噪声直接有关，特别是与外圈质量系的轴向固有振动对于轴承座的谐振音有关。
, `. k0 u2 Y, N# y; k
轴承套圈发生上述固有振动的原因与钢球和沟道表面的形状误差，特别是波纹度有关,它使得轴承在运转时出现不规则的波动，这样套圈与钢球的接触弹性变形量就产生了微量 的交替变化，从而给套圈加上了导致这种振动的强迫振动力。要控制这种振动，只要选购低振动轴承或对轴承提出波纹度的要求指标，选用合适的润滑剂，都有助于降低这种振动。
  z! g! `9 t2 E; l/ C. V8 V. k
3．轴承弹簧特性引起的振动
% I' R! E  Z0 V
- F, P: p3 ]2 `8 [" Y% }" u2 O由于轴承的套圈和滚动体为弹性接触，在承受负荷时具有“弹簧”的性质，这种很弱的弹性和润滑不良的条件结合起来，会导致轴承的一种异常振动，这种振动又可分为轴向振动，径向振动和轴承座的谐振三类。

(1)轴向振动

0 Z8 C8 w, n  ]2 X* D; [当电动机一侧或两侧使用脂润滑球轴承，在润滑性能劣化的条件下空载运转，其转子系统会产生轴向异常振动，并发生很大的蜂鸣声。轴向振动是一种自激振动，它是由于润滑不良球轴承摩擦变化所激发的高频轴向弹性振动。
$ j1 P, M0 Y, `$ Q
防止这种振动的方法有：采用优质润滑脂；对球轴承施加适量的轴向预紧；减少轴承的径向游隙；减少轴承的安装误差并使外圈配合稍松一些；增加轴承座的轴向刚性。

  @; c/ B8 n/ F3 l0 m2 z+ C(2)径向振动
1 I: W& Q" x3 p( X* e
, F9 {2 ~! S! J0 O这是电动机中较大轴承上发生的，转子轴在径向作剧烈振动，伴随有与滚动体通过振动有关的“国咯、国咯”声。这种振动是滚动体通过振动的谐波振动和轴承径向弹性与电动机转子形成的振动系固有振动的共振而产生。

径向振动的防止方法仍然有：减少轴承的径向游隙和对球轴承施加以适量的轴向预紧。

(3)轴承座的谐振
# W7 T& }% Y+ u" Z  P4 \5 v
这种振动是电动机中球轴承的外圈质量系轴向固有振动引起的。