陳太平

（中山市盈科軸承制造有限公司，廣東中山 528437）

圓度儀檢測(cè)技術(shù)在控制滾動(dòng)軸承振動(dòng)中的應(yīng)用

陳太平

（中山市盈科軸承制造有限公司，廣東中山 528437）

針對(duì)加工制造有振動(dòng)要求的滾動(dòng)軸承，其直接影響振動(dòng)指標(biāo)的主要軸承零件（內(nèi)圈、外圈）難以在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)檢測(cè)控制的問(wèn)題，通過(guò)大量試驗(yàn)與理論推導(dǎo)分析，總結(jié)出一種可對(duì)軸承內(nèi)、外圈在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行及時(shí)、可靠的振動(dòng)檢測(cè)控制方法，該方法為使用圓度儀通過(guò)測(cè)量圓度值中15～500波的數(shù)值來(lái)考核軸承內(nèi)、外圈溝道質(zhì)量，從而達(dá)到控制軸承成品振動(dòng)性能。

滾動(dòng)軸承；振動(dòng)性能；圓度儀；檢測(cè)控制；應(yīng)用

0 引言

滾動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械、車(chē)輛、航空、航海設(shè)備，軸承動(dòng)態(tài)性能將直接影響各類(lèi)設(shè)備的使用效果，而軸承的振動(dòng)（噪聲）是綜合表征軸承動(dòng)態(tài)性能的重要質(zhì)量指標(biāo)，也是全面、快速地檢查成品軸承質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，目前測(cè)量軸承振動(dòng)主要有速度型和加速度型兩種儀器。因此如何控制軸承振動(dòng)對(duì)制造廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

對(duì)于軸承成品可用速度型和加速度型測(cè)振儀來(lái)測(cè)量，而對(duì)于零件生產(chǎn)的控制大多數(shù)廠(chǎng)家通過(guò)合圈后測(cè)振動(dòng)來(lái)控制內(nèi)、外套圈的振動(dòng)質(zhì)量，合套測(cè)振動(dòng)存在許多不足的地方：（1）采用現(xiàn)有保持架，要鉚合后才能測(cè)量，操作不方便，要較長(zhǎng)時(shí)間，檢測(cè)效率低，且會(huì)防礙生產(chǎn)；（2）采用少一粒球的自制保持架合套，對(duì)自制保持架的制造水平有一定的要求，許多廠(chǎng)家難以做到。同時(shí)合套后測(cè)振動(dòng)受其他零件（保持架、鋼球和另一套圈）及清潔度影響很大，有時(shí)無(wú)法判定振動(dòng)超差是哪種原因造成的，容易誤判。所以采用合套后測(cè)振動(dòng)來(lái)控制軸承內(nèi)、外圈的振動(dòng)質(zhì)量不是很合理。

1 試驗(yàn)

目前軸承制造廠(chǎng)大多數(shù)都配有Y9025圓度儀和速度型（BVT-1A）及加速度型(S0910)振動(dòng)儀，圓度儀按濾波檔主要分為2～15波，2～500波，15～500波三檔，測(cè)量時(shí)要記錄三檔的數(shù)據(jù)以便進(jìn)行分析。

1.1 試驗(yàn)要求

（1）挑選試驗(yàn)的型號(hào)：6204。

（2）隨機(jī)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取40件6204內(nèi)圈，將該批內(nèi)圈編號(hào)為1-40#，并對(duì)內(nèi)圈溝道進(jìn)行圓度值測(cè)量并按編號(hào)對(duì)應(yīng)記錄2～15波，2～500波，15～500波三檔下的數(shù)據(jù)。

表1 測(cè)量數(shù)據(jù)

（3）從同一批質(zhì)量指標(biāo)較好的外圈、鋼球和保持架挑選這三種零件。

（4）將40件內(nèi)圈與挑選的外圈、鋼球和保持架合套鉚合，清洗干凈，并加入潤(rùn)滑防銹兩用防銹油。

（5）對(duì)合好的40套6204軸承分別在速度型(BVA-1A)和加速度型(SO910)上進(jìn)行測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果

將測(cè)試的全都數(shù)據(jù)匯總在表1中。

2 分析

圖1是用圓度儀測(cè)量出來(lái)的圖形，把它的輪廓展開(kāi)如圖2。

圖1 圓度放大圖形

圖2 鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡圖

當(dāng)鋼球勻速在圖2上滾動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)的圓心運(yùn)動(dòng)可近似看作簡(jiǎn)諧振動(dòng)：

X-位移；

A-振幅；

W-頻率；

t-時(shí)間。

對(duì)（1）式求導(dǎo)可得振動(dòng)速度V對(duì)（2）再求導(dǎo)可得振動(dòng)加速度a

速度型測(cè)振儀是測(cè)量V，加速度型測(cè)振儀是測(cè)量a，從公式（2）和（3）中發(fā)現(xiàn)速度和加速度振動(dòng)值不但與振幅A有關(guān)，而且與頻率w有關(guān)，不同的套圈溝道振動(dòng)幅A相差一般也就是2～3倍，而角頻w可以相差10倍甚至上100倍因此對(duì)振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度來(lái)說(shuō)頻率w影響會(huì)更大。

對(duì)表1進(jìn)行分析可以看出：15～500波數(shù)值較小，15～500波對(duì)2～500波圓度值的貢獻(xiàn)也較小，也就是說(shuō)2～500波與15～500波數(shù)值變化不大。2～15雖然數(shù)值比15～500數(shù)值大但頻率比它低得多，并且2～15的數(shù)值中70%都是2與3個(gè)波貢獻(xiàn)的，所以對(duì)振動(dòng)速度和加速度影響少，從表中數(shù)據(jù)可以看出振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度與15～500波的數(shù)值幾乎是成正比，而與2～15或2～500波的數(shù)值關(guān)系不大，該結(jié)論與上面理論分析的結(jié)果是一致的。因此只能用圓度儀測(cè)量中15～500波的數(shù)值來(lái)控制振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度，而不能用通常說(shuō)的圓度（2～500波）來(lái)控制。

3 結(jié)論

從分析中知道：圓度儀測(cè)量數(shù)值中的15～500波的數(shù)值與軸承振動(dòng)密切相關(guān)，因此只要控制好圓度值中的15～500波的數(shù)值就可以控制軸承的振動(dòng)值（速度型和加速度型）。通過(guò)對(duì)三年的圓度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出企業(yè)的圓度15～500波標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，如表2和表3。

表2 外圈圓度15～500波圓度值標(biāo)準(zhǔn)μm

表3 內(nèi)圈圓度15～500波圓度值標(biāo)準(zhǔn) μm

通過(guò)使用圓度儀測(cè)量零件套圈溝道圓度值中15～500波的數(shù)值來(lái)考核控制軸承內(nèi)、外圈溝道振動(dòng)質(zhì)量間接達(dá)到控制軸承最終成品振動(dòng)性能要求的這一檢測(cè)控制方法，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，不僅實(shí)現(xiàn)了在制過(guò)程軸承零件振動(dòng)性能的及時(shí)檢測(cè)控制，而且提高了檢測(cè)效率，效果良好，現(xiàn)已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，并在軸承制造行業(yè)具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

Application of Roundness Tester Measurement Techniques in Rolling Bearing Vibration Control

CHEN Tai-ping
（TCB Bearing Manufacturing Co.，Ltd.，Zhongshan528437，China）

Due to the fact that the main bearing components such as inner rings and outer rings which affect the vibration of rolling bearings are difficult to measure and control，based on various tests and theoretical analysis，the in-time and reliable measurement and control method for bearing inner rings and outer rings in production was hereby concluded.With this method，roundness tester is used to measure the roundness wave value of 15-500 so as to judge raceway quality of inner rings and outer rings and then to control the vibration performance of final finished bearings.

rolling bearing；vibration performance；roundness tester；measurement control；application

TH133.33

B

1009－9492(2014)07－0154－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.044

陳太平，男，1967年生，湖南祁東人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：軸承制造與檢測(cè)。已發(fā)表論文2篇。 (編輯：王智圣)

2014－04－02