譚擁軍（jun1）

（船舶重（chóng）工集團 七一研究所）

0　引言

滾動軸承是機械設備上常用的基礎件，雖然軸承（chéng）本身的噪聲輻射一般不（bú）至於影（yǐng）響設（shè）備（bèi）的噪聲級，但工作時軸承頻（pín）率成分的小幅（fú）振動，會使相鄰零件引起共振，從而產（chǎn）生較大的噪聲。特別對於（yú）精密設備來說，如果軸承本身製（zhì）造不良或（huò）有缺陷，則軸承噪聲也可能成為主要噪聲源之一，所以軸（zhóu）承噪聲也是不可忽視的。

1　噪聲產生的機理

滾動軸承發出噪聲的主要原因是由滾動軸承轉動時，在負載作用下，滾（gǔn）動軸承產生變形而引起振動發（fā）出噪聲。

1.1 軸承環（huán）的噪聲

滾動軸承噪聲基本上是由軸承環的振動所引起，與其結構、剛度、製造精度、安裝條件使用情況等因數有關。如果軸承內環滾道上徑向波紋較大（dà），當滾珠軸承的內環轉動到此處時，滾（gǔn）珠都處在波峰峰頂上，不僅會引起外環的徑向（xiàng）振動（dòng），而且（qiě）也將引起外環的軸向振動。

1.2 保持器噪聲

主要是由於軸承旋轉時保持器與振動著的滾動體互相碰擊（jī）而發出的噪聲。發出這種噪聲時，保持（chí）器會劇烈振動，一般（bān）認為是由於滾（gǔn）動體與保持器之（zhī）間的滑動摩擦誘發的自激振動。保（bǎo）持器噪聲主要產生於滾動軸承及圓錐軸承中，在徑向間隙過大、潤滑性能不良、軸（zhóu）上傳遞扭矩波動等情況下愈容（róng）易發生。

1.3 滾動體下落噪聲

在大型滾珠軸（zhóu）承與滾柱（zhù）軸（zhóu）承中，在隻受徑向載荷且低速旋轉時才會出現並產生此種噪聲。這是因為（wéi）在低速（sù）旋轉時，滾動體所（suǒ）產生的離心力小，使處在非載（zǎi）荷圈上的滾動體撞擊保持器或滾動麵（miàn）而（ér）發出噪聲，所以當轉速增加（jiā）到一（yī）定值時（shí），下落噪聲就會消除（chú）。

1 .4 摩擦噪聲

摩擦聲是指滾柱軸承上的異常（cháng）噪聲（shēng），通（tōng）常出現在較大型的軸（zhóu）承，特別是采用油脂潤滑的軸承，當潤滑性（xìng）能不好時更易發生。此（cǐ）外軸承在承受隻有徑向載荷而徑向間隙又比較大時也容易產生摩擦聲。摩擦聲的發生是不穩定的，有時連續，有時間歇，而且隨轉速變化，隻發生在一定（dìng）的轉速範圍內，而該轉速範圍又隨（suí）軸承型號而變化（huà）。根據實驗，滾動軸（zhóu）承摩（mó）擦聲的產生與潤滑油性質有直接關係，同時與軸承外滾道的加工質量有關。

2　產生噪聲的主要原因

噪聲主要由兩部分組成，一是機械振動（dòng）產生的，二（èr）是由圍（wéi）繞保持架的空氣或流體擾動而產生的（de）空氣動力性噪聲。

滾動軸承（chéng）產生（shēng）機械振動和噪聲（shēng）的原（yuán）因除上述分析的幾種情況外，還與軸承環的幾何形狀、波紋度、偏心量、滾道的振擺以及滾動體的圓度和幾（jǐ）何形狀（zhuàng）等。當滾動軸承（chéng）滾道表麵或滾動體上出現毛（máo）刺傷痕、鏽斑等缺陷（xiàn）時，軸承在運轉過（guò）程中將產生（shēng）應力變化，引（yǐn）起高頻振動。這種振動將以固體聲的方式向外傳播。這些缺陷（xiàn）如果出（chū）現在滾道上，產生的噪聲往往是連續的；如發生在滾動體上，噪聲則成（chéng）為周期性的時有時無的現象。滾動軸承（chéng）中如落入（rù）雜質和顆粒狀灰塵，也可能使其發出不穩定的噪聲。軸承的徑向間隙也是引（yǐn）起噪聲的（de）因素。實踐表（biǎo）明：間隙過小會（huì）發（fā）出音調較高的噪聲（shēng），間隙過大則會（huì）產生較大的轟鳴聲。對（duì）於高（gāo）速旋轉的（de）軸承來說，保持（chí）架周圍的空氣擾動對噪聲（shēng）影響較大，設計時應重點考慮。

3　噪聲的（de）控（kòng）製方法

3.1 軸承選擇

軸承大多是標準件，因而在設備設計過程中合理地選用軸承型號與幾何尺寸，對（duì）降低（dī）軸承噪（zào）聲是一重（chóng）要因素，其選擇原（yuán）則是：滾針軸承徑向剛度Z高，滾珠軸承Z低，但滾（gǔn）針軸承與滾珠軸承對零（líng）件的幾（jǐ）何精度及裝配質（zhì）量反應敏感，而向心球軸承則相反，其剛（gāng）度差，對裝配質量反應不敏感（gǎn），所以從降低噪聲來看，此類軸承較理想。但對剛度要求較高的支承還應考慮采用圓錐滾子軸承。另外，對於同一類（lèi）型的支承（chéng），軸（zhóu）承內徑越大，引起的振（zhèn）動和噪（zào）聲也越大（dà），同（tóng）時軸（zhóu）承（chéng）的響度級將隨（suí）著滾珠直徑的（de）增大（dà）而增大。

3.2 適當提高軸承精度

試驗已驗證：提高軸（zhóu）承的滾動體、內環、外環的精度可（kě）降（jiàng）低（dī）軸承的（de）噪聲。軸承各零件對（duì）軸承的振動影響大致是：滾子（zǐ）、內外環及（jí）保持架約為4∶3∶1的關係，所以要降（jiàng）低軸承振動和噪聲，首先（xiān）要提高滾（gǔn）動體（tǐ）的精度，實驗證（zhèng）明，把滾（gǔn）子精（jīng）度由原來的Ⅱ級提高到Ⅰ級，軸承在主軸1 250 r/min時，其噪聲可降（jiàng）低約10 dB（A）。

3.3 適當的配合

外環在支承（chéng）孔（kǒng）中的配合將直接影響固體聲的傳播。配合（hé）過緊不但提高了傳聲性，而且會使滾道變形，影響其形狀誤差，使徑向間（jiān）隙減小，噪聲增大。因而外（wài）環與支承孔的配合宜（yí）鬆些，同時合適的配合能使軸（zhóu）承與支承孔接觸處（chù）的油膜對外圈振動產（chǎn）生阻尼。與軸承內環相配合的軸頸的表麵粗糙度和公差，應符合所用軸承精度（dù）等級的要求（qiú），如不符合要求的軸頸上過緊的安裝了滾動軸承，即使軸（zhóu）承零件製造精良，但軸頸的誤差不可避免會傳遞給內環滾道，在運轉過程中（zhōng）也會產生振動發出顫振聲。因此，消除（chú）這類噪聲除了控製（zhì）軸承（chéng）本身的製造質量外，還應（yīng）考慮軸（zhóu）頸的加工和裝配時的過盈量的控製。

3.4 提高軸承座的剛性及適當的預緊裝置

軸承座的剛度對軸承噪聲影響較大，實（shí）驗表明：軸承工作時發出的聲音隨其壁厚的增加而減弱，所以增強軸承座（zuò）的剛度、改變軸向壁（bì）厚能達到降低軸承（chéng）噪聲的目的。另一方麵，對裝配後（hòu）的軸承預加一定量的載荷，可改變軸承中的徑向間隙，增加接（jiē）觸剛性，改善振動聲學特性。此外（wài），良好的軸承潤（rùn）滑對降低噪聲具有一定的作用，它能改善滾動體與滾道、滾動體與保持架的（de）摩擦性能，降低軸承溫升，但要控製油量。油量過多，軸承在（zài）高速運轉時會出現油的攪動，產生噪聲。

4　結（jié）論

綜上所述，軸承噪聲（shēng）的大小與設計有關，因而在設計階段（duàn）應做到：

1）設備在受力、載（zǎi）荷等條件允許時，盡可（kě）能選用球軸（zhóu）承；

2）結構設計時，應考慮對軸承施（shī）加（jiā）一定的預緊力；

3)對精（jīng）密設備（bèi）所使用的軸承，滾動體的直徑要進行測量挑選（xuǎn），使其尺寸盡可能接（jiē）近，並要精研後再裝入，對內外滾道（dào）尚需作超精加工，以提高其形狀精度及改（gǎi）善波紋度來降低噪聲。

（來源：機械管理開發）