蔡玨

　　摘　要：影響軸承振動與噪聲的因素很多，試圖通過改善某一個影響因素而徹底解決軸承振動與噪聲問題是不可能的。軸承振動與噪聲是各種因素的綜合反應(yīng)，這些因素可以是套圈、滾動體和保持架的單件加工質(zhì)量，成品的裝配質(zhì)量，游隙大小，油脂質(zhì)量及清潔度等；也可以是許多因素的交互作用。盲目而過分地強調(diào)某一個因素的作用會走向極端。本文綜述軸承振動與噪聲的控制問題。
　　關(guān)鍵詞：滾動軸承；振動噪聲；控制

　　引言
　　隨著人類社會對環(huán)保意識的不斷增強，噪聲污染已經(jīng)越來越多的被人們所重視。電機作為工業(yè)設(shè)備的主要驅(qū)動力，也是產(chǎn)生工業(yè)噪聲的主要來源，因此電機的低噪聲化對降低噪聲污染具有重要意義?，F(xiàn)在人們的溫飽問題已經(jīng)基本得到了解決，人們在生活質(zhì)量方面提出了更高的要求，國家對此比較重視，并制定了一些規(guī)章制度來控制噪聲污染。現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活中離不開電機的驅(qū)動，而在電機運行當(dāng)中經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的噪聲。電機的噪聲包括電磁噪聲、通風(fēng)噪聲和機械噪聲，而機械噪聲的主要來源之一就是電機的軸承噪聲，因此如何控制電機的軸承噪聲，對降低電機的整體噪聲將尤為重要。
　　1　滾動軸承振動和噪聲的產(chǎn)生機理
　　滾動軸承在運轉(zhuǎn)過程中，溝道與滾動體間彈性接觸構(gòu)成的彈性振動系統(tǒng)、軸承零件的制造誤差引發(fā)的強迫振動系統(tǒng)以及軸承零件間運動時的滑動引起的自激振動系統(tǒng)均會導(dǎo)致軸承振動。當(dāng)振動的能量傳遞到空氣中，則形成軸承的噪聲。振動和噪聲一般情況下是同時出現(xiàn)的，振動和噪聲問題常按其中一個來定性，這是因為人們能聽到噪聲及感到振動，但并不是依據(jù)它們的頻率。很少人能聽到低頻聲，而高頻振動人們也感覺不到。因此，低頻是“振動問題”，而高頻是“噪聲問題”。根據(jù)經(jīng)驗，區(qū)分振動和噪聲的適宜界限為1000Hz。換句話說，認(rèn)為頻率為1000Hz以下為振動問題，高于1000Hz為噪聲問題。
　　2　滾動軸承主要噪聲類型
　　2.1軸承環(huán)噪聲
　　軸承環(huán)噪聲是滾動軸承Z為常見的一種。這一噪聲和軸承安裝條件、剛度和精度等因素相關(guān)。如果軸承內(nèi)環(huán)滾道上徑向波紋較大，當(dāng)滾珠軸承的內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動到此處時，滾珠就處在波峰峰頂上，不僅會引起外環(huán)的徑向振動，而且也將引起外環(huán)的軸向振動。
　　2.2保持器噪聲
　　這一噪聲主要是保持器和滾動體相互碰撞而發(fā)出的噪聲。當(dāng)出現(xiàn)這種噪聲時，保持器振動幅度會增大，這一振動通常情況下被認(rèn)為是滾動體和保持器之間產(chǎn)生的一種自激振動。這一噪聲往往在滾動軸承和圓錐軸承中比較常見。潤滑不好、徑向間隙過大等原因都會導(dǎo)致保持器產(chǎn)生噪聲。
　　3　滾動軸承噪聲產(chǎn)生原因
　　其一，軸承的潤滑和清潔問題。潤滑油的使用是保證電機和軸承正常運轉(zhuǎn)的前提和保障。如果軸承間，潤滑油過少，就會導(dǎo)致摩擦力的產(chǎn)生，在這種作用下就會產(chǎn)生噪聲。對于不同的部件，所選擇的潤滑油是不同的，如果選擇的潤滑油不合理也會導(dǎo)致滾動軸承發(fā)出異常噪聲。另外，保持清潔也是減少軸承噪聲的一種措施。這是因為，在比較臟亂的環(huán)境下，很容易使一些灰塵顆粒進(jìn)入軸承間隙，滾動軸承運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致這些顆粒被碾壓從而黏貼在軸承工作面，隨之滾動軸承異常噪聲產(chǎn)生；其二，軸承質(zhì)量問題。軸承質(zhì)量問題是導(dǎo)致滾動軸承產(chǎn)生異常振動的原因之一。經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，滾動軸承質(zhì)量會影響軸承噪聲的大小。軸承質(zhì)量問題包括軸承本身所帶的缺陷，比如一些軸承滾珠加工精度較差、滾珠表面有刮痕、軸承套的波度和圓度比較粗糙、保持架定位不準(zhǔn)等。軸承質(zhì)量問題還包括保存或者安裝過程中產(chǎn)生的品質(zhì)性缺陷，例如腐蝕、壓斷、摩擦等，這些軸承質(zhì)量問題都會導(dǎo)致異常噪聲的產(chǎn)生。
　　4　滾動軸承噪聲控制對策
　　4.1選擇合適的軸承保持架材料
　　滾動軸承噪聲產(chǎn)生和保持架結(jié)構(gòu)和材料存在一定關(guān)系，通常情況下，非金屬保持架產(chǎn)生的噪聲相對較小，因此可以選擇非金屬保持架。在選擇軸承保持架材料時，要根據(jù)軸承溫度、潤滑脂類型和電機旋轉(zhuǎn)速度等因素進(jìn)行考慮，而非金屬材料中例如尼龍、玻璃纖維和樹脂等材料很容易受到上述因素的影響，所以應(yīng)該合理選擇非金屬材料。隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，保持架結(jié)構(gòu)和材料在可靠性和實用性方面也有了很大的進(jìn)步。這些年來，經(jīng)過科研人員的努力，研制出了多種新型軸承保持架，噪聲污染問題隨之有所減少。綜上所述，在電機設(shè)計時，應(yīng)以小直徑、輕系列、低噪聲保持架的球軸承作為優(yōu)選方案。
　　4.2保持潤滑油清潔
　　為了控制滾動軸承噪聲，還要保持潤滑油清潔。相關(guān)工作人員要定期更換潤滑油，保證其不存在雜質(zhì)；在高溫下運行的滾動軸承，還要選擇一些耐高溫潤滑油，防止因為高溫使?jié)櫥驼舭l(fā)盡，使軸承摩擦增大，產(chǎn)生噪聲；盡Z大努力把注排油設(shè)計成不用停止電動機就可以更換潤滑油的結(jié)構(gòu)，以此促進(jìn)日常維護工作的有效開展；防止?jié)櫥臀廴镜牧硗庖环N方法是將其進(jìn)行密封處理，在對其進(jìn)行密封的過程中要在防止?jié)櫥捅换覊m、酸、水分等成分侵入的前提下，充分想到電機運行環(huán)境等問題。另外，在一些高粉塵和常淋雨等特殊環(huán)境下，可以應(yīng)用橡膠密封圈結(jié)構(gòu)和迷宮式密封結(jié)構(gòu)。
　　4.3合理裝配軸承
　　在軸承裝配中，特別應(yīng)重視裝配間的環(huán)境問題。溫度要保持在18℃～27℃，相對濕度為40%～60%。進(jìn)入裝配間必須穿戴專用的工作衣、工作帽和工作鞋，并保持一切用具和環(huán)境清潔無灰塵。套圈的尺寸分組應(yīng)盡可能細(xì)，分組差應(yīng)盡可能小，例如，為1μm～2μm。這樣，可以確保鋼球與保持架之間竄動量的一致性。分選與合套工作Z好由儀器自動完成，以避免人為因素的干擾。零件在清洗時，清洗液的過濾精度為5μm～3μm。成品清洗液過濾器的級差應(yīng)減小，例如，15μm→10μm→5μm→3μm→1μm。清洗用油的含污量不大于10mg/l～50mg/l。另外，裝配游隙也影響軸承的噪聲，過大或過小的游隙均對噪聲不利。一般存在Z佳游隙范圍，這取決于軸承的使用場合。例如，對6203軸承而言，一般合套游隙為5μm～18μm。若用于電機，則游隙可以選4μm～11μm。若使用加載游隙，則為9μm～14μm，608軸承為5μm～10μm。
　　結(jié)語
　　以目前的形勢來看，對軸承的振動進(jìn)行控制主要是要控制噪聲。隨著科技的進(jìn)步，在產(chǎn)品的加工和設(shè)計方面越來越精湛，所以軸承的精度也在不斷的提高，由此在運轉(zhuǎn)的過程中，產(chǎn)生的振動也就會減小，那么噪聲也就隨之減小。
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來源：《中國科技博覽》2017年32期