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轴承噪声的种类

2020-10-17 23:26

  轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient),并保证其回转精度(accuracy)。根据尺寸大小与运转速度,滚动轴承有着自身的独特声音。如果能分清楚以下声音产生的原因,对于提前判断轴承损伤有很大的帮助。

  滚道声是由于轴承旋转时,滚动体在滚道中滚动而激发出一种平稳且连续性的噪声,只有当其声压级或声调极大时才引起人们注意。其实,滚道声所激发的声能是有限的。在正常情况下,优质的6203轴承滚道声为25~27dB,这种噪声以承受径向载荷的单列深沟球轴承最为典型。

  滚道声产生源在于受到载荷后的内外圈固有振动所致,由于内外圈和滚动体的弹性接触构成非线性振动系统。当润滑或加工精度不高时就会激发与此弹性特点有关的固有振动,传递到空气中则变为噪声。众所周知,即使是采用了当代最高超的制造科技加工轴承零件,其工作表面总会存在程度不一的微小几何误差,从而使滚道与滚动体间产生微小波动激发振动系统固有振动。尽管它是不可避免的,然而可采取高精度加工零件工作表面,正确选用轴承及精确使用轴承使之降噪减振。

   不论转速怎样变化,噪声主频率几乎不变,而声压级则随转速增加而提高;

   轴承座刚性越大,总声压级越低;即使转速升高,其总声压级也增加不大;

   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。

  该噪声一般情况出现在低转速下,且承受径向载荷的大型轴承。当轴承在径向载荷下运转,分为轴承内载荷区与非载荷区,若轴承具有一定径向游隙时,非载荷区的滚动体与内滚道不接触,但因离心力的作用则可能与外圈接触。因此,在低转速下,当离心力小于滚动体自重时,滚动体会落下并与内滚道或保持架碰撞且激发轴承的固有振动和噪声。

   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;

   在某特定范围内也会产生,且不同尺寸的轴承其速度范围也不同;

   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。通过采用预载荷方法可有效降低该噪声,减少装机后轴承工作径向游隙,选用良好润滑剂亦能有所改善,有些国外企业采用轻型滚动体,如陶瓷滚子或空心滚子等措施来防止这种噪声的产生。

  它来源于金属间滑动摩擦产生的相当剧烈的尖叫声,尽管此时轴承温升不高,对轴承寿命和润滑脂寿命也无多大影响,也不影响旋转,但声音尖锐令人不安。承受径向载荷的大型短圆柱滚子轴承常有此噪声。这种噪声可采用减少轴承径向游隙和采用浅度外圈滚道结构来防止。

   它的出现是无规则且不可预知的,并且与填脂量及性能、安装运转条件有关。

  在轴承旋转过程中,保持架的自由振动以及它与滚动体或套圈相撞击就会发出此噪声。它在各类轴承中都可能出现,但其声压级不太高而且是低频率的。

  由于保持架兜孔间隙及保持架与套圈间隙在轴承成品中不可避免,因此彻底消除保持架声十分困难,但可通过减少装配误差,优选合理的间隙和保持架窜动量来改善。

  另一种保持架特殊声,是由于保持架与其他轴承零件引导面间的摩擦引发保持架的自激振动而发生的喧嚣声。深沟球轴承的冲压保持架较薄,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”。

  当轴承在径向载荷作用下且油脂性能差的情况下,运转初期会听到“咔嚓、咔嚓”的噪声,这主要是由于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。

   为使保持架公转运动稳定,应尽量采用套圈引导方式并注意给予引导面的充分润滑,对高速工况下的圆锥滚子轴承结构给予改进,将滚子引导的L 型保持架改为套圈挡边引导的Z 型保持架;

   轴承高速旋转时,兜孔间隙大的轴承其保持架振动振幅远大于兜孔间隙小的保持架振动振幅,所以兜孔间隙取值尤为重要;

   尽量提高保持架制造精度,改善保持架表面质量,有利于减小滚动体与保持架发生碰撞或摩擦产生的噪声;

   积极采用先进的清洗科技,对零配件和合套后的产品进行有效彻底的清洗,提高轴承的洁净度。

  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,同时引发噪声。这类振动称之为滚动体通过振动,在低速运转时表现更为明显。

  而其振幅则与轴承类型、径向载荷、径向游隙及滚动体数目有关。通常该振幅较小,若振幅大时才形成危害。为此,常采用减小径向游隙或施加适当的预载荷来降低。

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