軸(zhóu)承結構對振動與噪(zào)聲的影響(xiǎng)

2015-09-17

  1.滾道聲
  滾(gǔn)道聲是由於軸承旋轉時滾動體(tǐ)在滾道中滾動而激發(fā)出一種平穩且(qiě)連續性的噪聲,隻有當其聲壓級或聲(shēng)調極大時才引起人們注意。其實(shí)滾道聲所激發的(de)聲(shēng)能是有限的,如在正(zhèng)常(cháng)情況下,優質的(de)6203軸承滾道聲為25~27dB。這種噪聲以承受(shòu)徑向載荷的單列深溝球軸承為Z典型,它有(yǒu)以下特點(diǎn):a.噪聲、振動(dòng)具有隨機性(xìng);b.振動頻(pín)率在1kHz以(yǐ)上;c.不論轉速如何變化,噪聲主頻率幾乎不變而聲壓級則隨轉速增加而提高;d.當徑向遊隙(xì)增大時,聲(shēng)壓級(jí)急劇增加;e.軸承座剛性(xìng)增大,總聲壓級越低,即(jí)使轉速升高,其總聲壓級也增加不大;f.潤滑(huá)劑粘(zhān)度越高,聲壓級越低,但對於脂潤滑,其粘度、皂纖維的形狀大小均能影響噪(zào)聲值(zhí)。
  滾道聲產生源在於受到(dào)載荷後的套圈固有振動所致。由於套圈和滾動體的彈(dàn)性接觸構(gòu)成非線(xiàn)性振動係統。當潤滑或加工精度不高時就會激發與此彈性特征有關的固有振動,傳遞到空氣中則變為噪聲。眾所周知,即使是采用了當代Z高超的製造技術加工軸承零件,其工作表麵總會存在程度不一的微(wēi)小幾何誤差,從而使滾道與滾動體間產生微小波動激發振動係(xì)統固有(yǒu)振動。盡管它是不可避免(miǎn)的,然(rán)而可(kě)采取高精度加工零件工作表麵(miàn),正確選用軸承及精確使(shǐ)用軸(zhóu)承使之降噪減振。
  2.落體滾動聲
  該噪聲一般情況下,大都出現在低轉速下且承受徑向載荷的大型軸承。當(dāng)軸承在徑向載荷下運轉,軸承(chéng)內載荷區與非載荷區(qū),若軸承具有一定徑向遊隙時,非載荷區的滾(gǔn)動體與內滾道不接觸,但因離心力的(de)作(zuò)用則可能與外圈接觸,為此,在低轉速下,當離(lí)心力小於滾動(dòng)體自重時,滾動體會落下並與內滾道(dào)或保持架碰撞且(qiě)激發軸承的固有振動和噪聲,並且有以下特(tè)點:a.脂潤(rùn)滑時易產生,油潤滑時不易產生。當用劣質潤滑脂時更易產生(shēng)。b.冬(dōng)季常常發生。c.對於隻作用徑(jìng)向載荷且徑向遊隙較大時也易產生。d.在某特定範圍內也會產生且不同尺寸的軸(zhóu)承其速度範圍也不(bú)同(tóng)。e.可能(néng)是連續聲亦可能是斷續聲。f.該強迫振動常激發外圈(quān)的二(èr)階、三階彎曲固(gù)有振動,從而發出該噪聲。通過采用(yòng)預載荷方法(fǎ)可有效降低該(gāi)噪聲,減少裝機後軸承工作徑向遊(yóu)隙,選用良好潤滑劑(jì)亦能有(yǒu)所改善,有些國外企(qǐ)業采用輕型滾動體(tǐ),如陶瓷滾子或空心滾子等技術(shù)措施來防止這種噪聲的產生。
  3.尖鳴聲(shēng)
  它是金屬間滑動摩擦產生相當(dāng)劇烈的尖叫聲,盡管此時軸承溫升不高,對(duì)軸承(chéng)壽命和潤滑脂壽命也無多大影響,也(yě)不(bú)影(yǐng)響旋(xuán)轉(zhuǎn),但不悅耳聲令人不安,尤其是承受徑向載荷的大型短圓(yuán)柱滾子(zǐ)軸(zhóu)承常有此噪聲,其特點為:a.軸承徑向遊隙大時易產生。b.通常出現在脂潤滑中,油潤滑則較罕見。c.隨著軸(zhóu)承尺寸增大而減小,且常在某轉速範圍內出現。d.冬季時常出現。e.它的出現是無規則的,和不可預知的(de),並且與填脂量及(jí)性能、安裝運轉條件有關(guān)。這種噪(zào)聲可采用減(jiǎn)少軸承徑向遊隙(xì)和采用(yòng)淺度外(wài)圈滾道結構來防止。
  4.保持架聲
  在軸承旋(xuán)轉過程(chéng)中保持架的自由振動以及它與滾動體或套圈相撞擊就會發出此噪聲。它在各類軸承(chéng)中都可能出現,但其聲壓級不太高而且是低頻率的。其特點是:a.衝壓保持架及塑料保持架均(jun1)可產生。b.不論是稀油還是脂潤滑均會出現。c.當外圈(quān)承受(shòu)彎(wān)矩(jǔ)時Z易發生。d.徑向遊隙大(dà)時容易出現。
  由於保持架兜孔(kǒng)間隙及保持架與套圈間隙在軸(zhóu)承成品中不可避免的要存在,因此徹底消除保持架聲十分困難,但可通過減少裝配誤差,優選合理(lǐ)的間隙和保持架竄(cuàn)動量來改善。
  另一種保持架特殊聲是由於保持架與其他軸承零件引導麵間的摩擦引發保持架的自激(jī)振動而發生的(de)喧囂聲。深溝球軸承的衝壓保(bǎo)持架較薄,在徑向和軸向平麵內的彎曲(qǔ)剛度較低,整體穩定性(xìng)差(chà),軸承高速(sù)旋轉時就會因彎曲變形而產生自激(jī)振動,引(yǐn)起“蜂鳴聲”。
  當軸(zhóu)承在徑向載荷作用(yòng)下且油脂性(xìng)能(néng)差的情況下,運轉初期會(huì)聽到“哢嚓、哢嚓”的噪(zào)聲,這主(zhǔ)要是由於(yú)滾動體在(zài)離開載荷區後,滾(gǔn)動體(tǐ)突(tū)然加速而與保持架相撞而發出的噪聲,這(zhè)種撞擊聲不可避免但(dàn)隨著運(yùn)轉一段時間後會消失。
  防止(zhǐ)保持架噪聲措施如下:a.為使保持架公(gōng)轉運動穩定,應盡量采用套圈引導方式(shì)並注意給予引導麵的充分潤滑,對(duì)高速工況下的圓錐滾子(zǐ)軸承結構給予改進,將滾子引導的(de)L型保持架改為套圈擋邊引導的Z型保持(chí)架。b.軸承高速旋轉時,兜(dōu)孔間隙(xì)大的軸承其保持架振動振幅遠大於兜孔間(jiān)隙(xì)小的保持架振動振幅,所以兜孔間隙取值尤為重要。c.要注意盡量減小徑(jìng)向遊(yóu)隙。d.盡(jìn)量提(tí)高保持價製造精度,改(gǎi)善保持(chí)架(jià)表麵質量(liàng),有利於減小滾(gǔn)動體與(yǔ)保持架發生碰撞或摩擦產生的噪聲。e.積極采用先進的清洗技術,對零配件和合套後的產品進行有效徹底的清洗,提高軸承的潔淨度。
  5.滾動體通過振動
  當軸承在徑向載荷作用下運轉,其內(nèi)部隻有若幹個滾動體承受載(zǎi)荷,由於(yú)與套圈的彈性接觸構成的“彈簧”支承使滾動體在通過徑向載(zǎi)荷作用線產生了(le)周期性振動,而轉軸中心因此會上下垂直移(yí)動(dòng)或做水平方向移動,同時引發噪聲。這類振動稱之為滾動體通過振動(dòng),尤其是在低(dī)速運(yùn)轉時表現更為明(míng)顯。而其振幅則(zé)與軸承類型、徑向載荷、徑向遊(yóu)隙及滾動(dòng)體(tǐ)數目有(yǒu)關。通(tōng)常該振幅較小,若(ruò)振幅大時才形成危害,為此常采用減小徑向遊隙或施加適當的預載荷來降(jiàng)低。
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