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由制造因素引起的軸承噪聲怎么辦
2024-12-24
目前我國(guó)的深溝密封球軸承與國(guó)外先進(jìn)公司的產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)幾乎相同，然而我國(guó)此類產(chǎn)品的振動(dòng)與噪聲水平卻與國(guó)外產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn),，主要原因是在制造和工況因素的影響,。從軸承行業(yè)角度來(lái)考慮，工況因素可以對(duì)主機(jī)提出合理要求來(lái)解決,，而如何降低由制造因素引起的振動(dòng)和噪聲是軸承行業(yè)必須解決的問(wèn)題,。
國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)表明：保持架、套圈,、鋼球的加工質(zhì)量對(duì)軸承振動(dòng)具有不同程度的影響,，其中鋼球的加工質(zhì)量對(duì)軸承振動(dòng)影響最明顯，其次是套圈的加工質(zhì)量,，最主要影響因素是鋼球和套圈的圓度,、波紋度、表面粗糙度,、表面磕碰傷等,。
鋼球產(chǎn)品最突出的問(wèn)題是振動(dòng)值離散大，表面缺陷嚴(yán)重（單點(diǎn),、群點(diǎn),、凹坑等），盡管表面粗糙度,、尺寸,、形狀、誤差都不低于圈外水平,，但合套后軸承振動(dòng)值高,，甚至產(chǎn)生異音，主要問(wèn)題是波紋度沒有控制（無(wú)標(biāo)準(zhǔn),、無(wú)合適測(cè)試分析儀器）,，同時(shí)說(shuō)明機(jī)床的抗振性差，砂輪,、研磨盤,、冷卻液、工藝參數(shù)均存在問(wèn)題；另一方面要提高管理水平,，避免磕碰傷,、劃傷、燒傷等隨時(shí)機(jī)性質(zhì)量問(wèn)題,。
對(duì)于套圈,，影響軸承振動(dòng)最為嚴(yán)重的也是溝道波紋度和表面粗糙度。例如,，中小型深溝球軸承內(nèi)外溝道圓度大于2μm時(shí),，將對(duì)軸承振動(dòng)產(chǎn)生明顯影響，內(nèi)外溝道波紋度大于0.7μm時(shí),，軸承振動(dòng)值隨波紋度增加而增加,，溝道嚴(yán)重磕傷可使振動(dòng)上升4dB以上，甚至出現(xiàn)異音,。
無(wú)論是鋼球還是套圈,，波紋度產(chǎn)生于磨削加工，超精研雖然可以改善波紋度并降低粗糙度,，但最根本的措施是要降低磨削超精過(guò)程中的波紋度,，避免隨機(jī)性磕碰傷，主要有兩方面措施：
一是降低滾動(dòng)表面磨削超精時(shí)的振動(dòng),，獲得良好的表面加工形狀精度和表面紋路質(zhì)量為降低振動(dòng),，磨超機(jī)床必須具有良好的抗振性，床身等重要結(jié)構(gòu)件具有吸振性,，超精機(jī)床的油石振蕩系統(tǒng)具有良好的抗振動(dòng)性能,；提高磨削速度，國(guó)外磨削6202外滾道普遍采用6萬(wàn)電主軸,，磨削速度60m/s以上,，國(guó)內(nèi)一般低得多，主要受主軸及主軸承性能的限制,。在高速磨削時(shí),，磨削力小，磨削變質(zhì)層薄,，不容易燒傷,，又可以提高加工精度和效率，對(duì)低噪聲球軸承影響很大,；主軸動(dòng)靜剛度及其速度特性對(duì)低噪聲球軸承磨削振動(dòng)影響很大,，剛度越高，磨削速度對(duì)磨削力的變化越不敏感,，磨削系統(tǒng)振動(dòng)越??；提高主軸軸承支剛性，采用隨機(jī)動(dòng)平衡技術(shù),，提高磨削主軸的抗振性,。
國(guó)外磨頭振動(dòng)速度（如Gamfior）約為國(guó)內(nèi)一般主軸的十分之一；提高砂輪油石的切削性能及修整質(zhì)量至關(guān)重要,。我國(guó)目前砂輪油石主要問(wèn)題是組織結(jié)構(gòu)均勻性差,，嚴(yán)重影響低噪聲球軸承磨超加工質(zhì)量；充分冷卻,，提高過(guò)濾精度,；提高精給系統(tǒng)的進(jìn)給分辨率，降低進(jìn)給慣性,；合理的磨超加工工藝參數(shù)和加工流程是不可忽視的因素,，磨削留量要小，形位公差從嚴(yán),，中小型球軸承外徑不宜用超精研，粗精磨超不宜分開,，以保證良好的表面質(zhì)量,。
二是提高加工基準(zhǔn)面精度，降低磨超加工過(guò)程中的誤差復(fù)映外徑與端面是磨超加工過(guò)程中的定位基準(zhǔn),。外徑對(duì)溝道超精的誤差復(fù)映是通過(guò)外徑對(duì)溝磨,，溝磨對(duì)溝超的誤差復(fù)映間接傳遞的。如果工件在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生磕碰傷,，將直接復(fù)映到滾道加工表面上,，影響軸承振動(dòng)。所以必須采取以下措施：提高定位基準(zhǔn)表面形狀精度,；加工過(guò)程中傳遞平穩(wěn),，無(wú)磕碰傷；毛坯留量形位誤差不能過(guò)大,，特別是在留量較小時(shí),，過(guò)大誤差會(huì)造成終磨和超精結(jié)束時(shí)形狀精度尚未改善到最終的質(zhì)量要求，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量的一致性,。
從上面分析不難看出：由高性能,、高穩(wěn)定性機(jī)床系統(tǒng)組成的自動(dòng)線方式磨超加工低噪聲球軸承最合適，可以避免磕碰傷,，降低傳遞誤差,，排除人工因素，提高加工效率和質(zhì)量一致性,，降低生產(chǎn)成本,，提高企業(yè)效益。
如何降低球軸承噪聲呢？應(yīng)從以下兩方面著手努力：
（一）制造工藝,。
工藝流程精化,，主要指工藝流程盡可能短，工序加工合并,，生產(chǎn)無(wú)中間庫(kù)存,，有效降低影響低噪聲球軸承性能工藝因素；生產(chǎn)潔凈化,，這是一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù),，包括磨削液、超精液,、清洗液,、空氣、高壓空氣,、生產(chǎn)環(huán)境等技術(shù)工藝,；自動(dòng)化，從車加工到裝配全過(guò)程自動(dòng)化,，少人或無(wú)人化,；規(guī)模化,，此類軸承特別是靜音球軸承,，必須形成大規(guī)模化,，才能具備全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,。
（二）裝備。
高速磨削,、電主軸精度,、剛度、壽命以及各種完善的檢測(cè)保護(hù)性能對(duì)磨削加工精度與效率起主要作用,；磨床技術(shù),，國(guó)外內(nèi)圓磨床一般都具備高速磨削，交流伺服控制,，進(jìn)給分辨率0.25μ,，全自動(dòng)簡(jiǎn)易操作，自診斷功能等,；超精技術(shù),，主要以日本大阪精機(jī)為代表的無(wú)心支承兩工位超精和以德國(guó)梯倫豪斯為代表的液壓定心四工位超精兩種方式；在線檢測(cè)技術(shù),，二十世紀(jì)八十年代以來(lái),，日本軸承工業(yè)以主動(dòng)測(cè)量機(jī)外反饋控制的自動(dòng)磨超短線應(yīng)用最為普遍,。
我國(guó)以此方式構(gòu)成的磨超自動(dòng)線應(yīng)用也比較成熟，目前國(guó)內(nèi)已有100條左右,。隨著工業(yè)先進(jìn) 國(guó)家主機(jī)技術(shù)不斷提高,，聯(lián)線越來(lái)越簡(jiǎn)單，逐步減少或不用主動(dòng)測(cè)量和機(jī)外檢測(cè),；無(wú)心外圓磨床,，圓外（KOYO、MIKROSA等）普遍采用滾動(dòng)軸承砂輪主軸單元,，具有高剛度,、高精度、長(zhǎng)壽命,、裝卸方便等一系列優(yōu)點(diǎn),；床身具有阻尼衰減減特性；進(jìn)給采用高精度微動(dòng)交流伺服系統(tǒng),，穩(wěn)定的傳動(dòng)交流變頻導(dǎo)輪調(diào)整系統(tǒng),，可具備在線隨機(jī)智能化測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)CBN砂輪磨削等,，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)線,，圓度可達(dá)0.3μm，尺寸分散可達(dá)3μm,。
平面磨床，國(guó)外雙端（如KOYO,、Landis Gardner）面磨床主軸都普遍采用高精度,、高剛度滾動(dòng)軸承主軸單元砂輪軸系統(tǒng)，油霧潤(rùn)滑,。以Gardner技術(shù)為例,，該公司研究生產(chǎn)系統(tǒng)裝備已有九十多年歷史，可磨削軸承,、陶瓷,、玻璃、橡膠,、塑料等材料,。主要技術(shù)有自動(dòng)砂輪修整和補(bǔ)償，砂輪磨頭進(jìn)給以伺服電機(jī)絲杠同軸結(jié)構(gòu),，砂輪向內(nèi)外快速同步進(jìn)給,，進(jìn)給精度可達(dá)到0.25μm，機(jī)身放置在兩個(gè)水平墊塊和平衡器上,，平衡器具有自平衡支承桿,，可自動(dòng)調(diào)整與兩個(gè)水平墊塊成一水平面,，使機(jī)床得到一個(gè)穩(wěn)固的支承效果，平衡器重點(diǎn)是在維持砂輪軸同心度,，增加修整砂輪間隔時(shí)間,，工件進(jìn)給有旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式,、貫穿式和特殊四種形式,，可使用超級(jí)磨料砂輪，金剛石砂輪和CBN磨削,，磨削精度高,、穩(wěn)定性好，極長(zhǎng)的砂輪使用壽命和方便的操作調(diào)整,，可以根據(jù)加工要求專門配制磨料,、結(jié)合劑、結(jié)構(gòu)（圓環(huán),、鈕狀或環(huán)節(jié)狀）,，從而達(dá)到最佳磨削效果，平行差及平面度達(dá)1μm,。
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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