如何提高深溝球軸承動(dòng)態(tài)性能
1. 深溝球軸承振動(dòng)噪聲形成的機(jī)理
關(guān)于振動(dòng)噪聲的機(jī)理,國內(nèi)外在控制振動(dòng)和噪聲方面有兩種不同的做法。軸承振動(dòng)主要有兩個(gè)來源,一是軸承受外來激勵(lì)引起軸承的固有振動(dòng),指軸承內(nèi)圈,外圈、滾動(dòng)體及保持架的固有振動(dòng):二是由于運(yùn)動(dòng)件互相接觸碰撞而引起的強(qiáng)迫振動(dòng),包括由于滾動(dòng)體不是理想的球體,內(nèi)外溝道接觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡不是理想圓(圓度、波紋度)、滾動(dòng)面不是理想的光滑表面(粗糙度)以及滾動(dòng)體和保持架在運(yùn)動(dòng)中的沖撞和潤滑劑里的雜質(zhì)等引起的強(qiáng)迫振動(dòng),振動(dòng)和聲音有密切的關(guān)系,但從某種意義上略有差別,那就是聲起源于振動(dòng),聲是振動(dòng)在空氣中的傳播給人以聽力的感覺,因此超高頻的振動(dòng)人是聽不到的。然而,如果振動(dòng)接收器和聲音接收器特性相同的話,兩個(gè)接收收的信號(hào)是全相關(guān)的,依據(jù)這種觀點(diǎn),控制振動(dòng)或噪聲都能起到同樣的效果,又因?yàn)榭刂普駝?dòng)簡單易行,所以國內(nèi)外均以控制振動(dòng)來保證產(chǎn)品質(zhì)量,因此,對(duì)于通用軸承,建議集中有限的人力和財(cái)力搞好軸承振動(dòng)的控制。不宜將噪聲另立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然根據(jù)國外的以驗(yàn),對(duì)于特別產(chǎn)品,如計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),錄像機(jī)光盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的軸承,不便于用振動(dòng)考核時(shí),可制訂噪聲測量方法標(biāo)準(zhǔn)來考核。
2. 密封性能應(yīng)采取的措施
我國密封深溝球軸承主要存在的問題是漏脂和防塵超差,簡而言之密封性能差,非接觸式密封沒什么大問題。主要是接觸式密封問題多。究其原因,主要是我國密封結(jié)構(gòu)形式比較落后。密封結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在旋轉(zhuǎn)件的密封槽和密封蓋的密封唇上。密封大體有三種形式,一種實(shí)際上沒有槽,第二種是內(nèi)徑小外徑上有一個(gè)臺(tái)階,第三種是有一完整的密封槽,密封唇有單唇和雙唇之分,我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)發(fā)展雙唇密封和槽密封和結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@種形式是接觸密封和迷宮密封的結(jié)合,密封效果比較好,但工藝復(fù)雜,成本稍高。
3. 降低振動(dòng)應(yīng)采取的措施
我們的振動(dòng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),目前有JB/T7047---93《深溝球軸承振動(dòng)(加速度)技術(shù)條件》和JP/T5009--94《深溝球軸承振動(dòng)(速度)技術(shù)條件》。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已修訂過多次,對(duì)行業(yè)軸承降振工作起到了良好的作用,但是,現(xiàn)在用戶不單是要求增加Z4組,VI組的問題。更重要的是,用戶提出的避免軸承有異常聲音或雜音的要求怎么從標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)出來,異常聲和雜音是一種不規(guī)律,突發(fā)或陣發(fā)的不悅耳刺激聲.追其原因不外乎是由于滾動(dòng)面有傷、潤滑劑中有異物,保持架和滾動(dòng)體不規(guī)則的摩擦等造成的,從接收到的信號(hào)來說是脈沖式的峰值。然而,目前我們執(zhí)行的兩個(gè)軸承振動(dòng)技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn),盡管分了Z1Z2,Z3組及V1、V2、V3組,速度型甚至還分了三個(gè)頻段,但其數(shù)值均取的是有效值(基本上接近算術(shù)平均值),異常聲、雜音的振動(dòng)脈沖峰值沒有反映出來
4. 探索降振降噪的新途徑
(1)研究滾動(dòng)體研磨盤的材質(zhì),繼續(xù)提高滾動(dòng)體表面質(zhì)量,日本NSK軸承公司1997年曾對(duì)我國三大鋼球廠生產(chǎn)的G5、G10級(jí)鋼球做過質(zhì)量調(diào)研和測試,測試結(jié)果表明:我國鋼球的精度與日本不相上下,但鋼球的表面質(zhì)量紋絡(luò)不均勻,波紋峰值大,比日本的差得遠(yuǎn),而且認(rèn)為我們的鋼球保留了金屬研盤特有的加工痕跡,這也就是告訴我們,非金屬研磨盤可能會(huì)獲得更理想的加工紋絡(luò),我們?yōu)槭裁床蝗パ芯窟@些問題呢?
(2)開發(fā)新的潤滑脂。潤滑脂降噪的輔助作用是十分明顯的。日本NSK開發(fā)了多種低振動(dòng)脂,相比之下我們的脂的品種少得可憐。我們應(yīng)加入大投入,開發(fā)不但能降低振動(dòng)而且能延長動(dòng)態(tài)性能壽命的潤滑脂。
(3)通過化學(xué)改性,提高軸承滾動(dòng)表面的質(zhì)量,降低振動(dòng),噪聲,同時(shí)提高軸承性能壽命;瘜W(xué)改性指的是通過化學(xué)藥品對(duì)工作表面進(jìn)行處理形成一種化學(xué)膜,這種工藝在國外已在航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承斷油試驗(yàn)方面取得可喜進(jìn)展,可想而知對(duì)降振降噪和提高動(dòng)態(tài)壽命也會(huì)大有益處。
。4)研究降振、降噪的新型保持架,深溝球軸承保持架多少年都是球兜孔、自引導(dǎo)的浪形保持架,它的兜孔和滾動(dòng)體的徑向間隙,軸向間隙多大為最好,最有利于降振,兜孔形是球形好,還是橢球好,還是別的形狀好,從來沒有認(rèn)真研究過,在深溝球軸承振動(dòng)值要求Z3組以上時(shí),不考慮保持架對(duì)振動(dòng)的影響是不全面的。
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