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低振動(dòng)軸承的應(yīng)用-制造誤差/形位精度引起的振動(dòng)及其對(duì)策

2007-11-07
1 由軸承制造誤差引起的振動(dòng)
    滾動(dòng)軸承的內(nèi),外圈滾道和滾動(dòng)體表面沿圓周方向有程度不同的波浪形加工痕跡-波紋度,這是引起軸承振動(dòng),誘發(fā)噪聲和使令旋轉(zhuǎn)軸的軸線發(fā)生偏心運(yùn)動(dòng)的極為重要的因素。由于加工痕跡所形成的波紋度而引起的振動(dòng),對(duì)于無(wú)徑向游隙的軸承,或?qū)Τ蜉S承而外的其他軸承施加軸向負(fù)荷時(shí)也會(huì)發(fā)生,此外,對(duì)滾道波紋度的波數(shù)很多的軸承,在施以徑向負(fù)荷時(shí)也會(huì)發(fā)生。
    上述由于制造因素所引起的軸承滾動(dòng)表面波紋度,如欲控制其對(duì)軸承振動(dòng)的影響,只有通過提高滾動(dòng)表面的加工精度,減少滾道表面的形狀誤差來(lái)求得解決。以現(xiàn)代的技術(shù)水平而言,這一努力已取得進(jìn)展,但無(wú)法徹底消除這一振動(dòng)與噪聲的重要根源。應(yīng)注意不僅是軸承的制造因素,而且軸承的安裝因素以及軸和軸承座的剛性條件,都可能使得軸承的滾道表面產(chǎn)生波紋度,它們的影響往往比制造因素的影響更大,這是軸承用戶必須解決的課題。
2 軸與座孔形位精度的影響
    軸和座孔的形位精度不良,軸承安裝后其套圈會(huì)發(fā)生撓曲變形,這樣引起的低頻振動(dòng)比軸承滾動(dòng)表面固有波紋度所引起的振動(dòng)還大。
2.1.安裝表面幾何誤差的影響
    軸承圈滾道圓度一般在2μm左右,如安裝表面的形狀誤差大于2μm-通常為具有2~10個(gè)波的波紋度,當(dāng)軸承套圈以過盈配合安裝到這個(gè)表面上時(shí),其滾道有可能順應(yīng)地出現(xiàn)2~10個(gè)波紋度,而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)比轉(zhuǎn)速高2~10倍的振動(dòng)。
    如果安裝軸承的軸頸附近有花鍵或緊配合平鍵,也可能導(dǎo)致軸承滾道出現(xiàn)波紋度。安裝表面沿軸向的不平直或其擋肩的倒角半徑過大,也會(huì)使套圈產(chǎn)生類似的相似變形而導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲。因此,如在檢驗(yàn)安裝表面時(shí)發(fā)現(xiàn)有上述情況,必須進(jìn)行返修或換以品質(zhì)合乎要求的相配零件。
2.2 套圈與定位擋肩不垂直的影響
    當(dāng)軸承套圈與安裝部位的定位擋肩不垂直時(shí),如其在圓周方向?yàn)閯?dòng)配合,則套圈產(chǎn)生扭曲,滾道變成橢圓形,其圓度誤差約為套圈與安裝表面之間間隙的兩倍。
2.3 過度夾緊力的影響
    實(shí)踐證明,外圈容易變形而容易受到過度夾緊力的影響。外圈與座孔通常為間隙配合,用兩個(gè)端蓋夾緊以軸向定位并防止微動(dòng)磨蝕。當(dāng)端蓋過薄,形位誤差大,夾緊力太大,或是各螺栓的夾緊力不均勻,都會(huì)使外圈產(chǎn)生很大變形。由于夾緊而導(dǎo)致的套圈扭曲變形很大,所導(dǎo)致的振動(dòng)與噪聲也很顯著,必須保證端蓋的必要精度,均勻而適度地?cái)Q緊螺栓,以減少外圈由于夾緊的變形。
2.4 軸承與安裝表面的配合過松
    軸承與安裝表面的配合過松,如果發(fā)生在旋轉(zhuǎn)的套圈與安裝表面(通常是軸)之間,套圈有可能發(fā)生相對(duì)于安裝表面的徑向運(yùn)動(dòng),從而改變平衡狀態(tài),發(fā)生離心力激發(fā)的彈性振動(dòng),即使加以軸向夾緊,但是套圈仍能以熱膨脹的“蠕變”方式趨于徑向不平衡。
    如果固定套圈與安裝表面(通常是座孔)之間的配合過松,軸系統(tǒng)的重量就更易使套圈變形,出現(xiàn)各種不圓度,如果加以軸向夾緊,這種變形就會(huì)加劇并被固定了下來(lái),當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這種變形就激發(fā)了彈性振動(dòng)。另外,如果外圈與座孔表面之間的配合過松,則軸承容易得到較大的游隙,—這會(huì)導(dǎo)致交變彈性振動(dòng)的增加。因此,為避免出現(xiàn)這類振動(dòng),不可使軸承的配合過松。
2.5 同軸度誤差的影響
    同軸度誤差與軸承滾動(dòng)表面的幾何偏差、軸與座孔的同軸度及與其擋肩的垂直度有關(guān),但通常以后者為主,軸承本身的誤差相對(duì)要小得多。對(duì)于球軸承,同軸度誤差對(duì)其基本旋轉(zhuǎn)誤差影響顯著,并因此而產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的振動(dòng)。(來(lái)源:www.51bearing.cn)
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