蔡玨

　　摘　要：影響軸承振動(dòng)與噪聲的因素很多，試圖通過(guò)改善某一個(gè)影響因素而徹底解決軸承振動(dòng)與噪聲問(wèn)題是不可能的。軸承振動(dòng)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(dòng)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(guò)分地強(qiáng)調(diào)某一個(gè)因素的作用會(huì)走向極端。本文綜述軸承振動(dòng)與噪聲的控制問(wèn)題。
　　關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；振動(dòng)噪聲；控制

　　引言
　　隨著人類(lèi)社會(huì)對(duì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，噪聲污染已經(jīng)越來(lái)越多的被人們所重視。電機(jī)作為工業(yè)設(shè)備的主要驅(qū)動(dòng)力，也是產(chǎn)生工業(yè)噪聲的主要來(lái)源，因此電機(jī)的低噪聲化對(duì)降低噪聲污染具有重要意義。現(xiàn)在人們的溫飽問(wèn)題已經(jīng)基本得到了解決，人們?cè)谏钯|(zhì)量方面提出了更高的要求，國(guó)家對(duì)此比較重視，并制定了一些規(guī)章制度來(lái)控制噪聲污染?，F(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活中離不開(kāi)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，而在電機(jī)運(yùn)行當(dāng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的噪聲。電機(jī)的噪聲包括電磁噪聲、通風(fēng)噪聲和機(jī)械噪聲，而機(jī)械噪聲的主要來(lái)源之一就是電機(jī)的軸承噪聲，因此如何控制電機(jī)的軸承噪聲，對(duì)降低電機(jī)的整體噪聲將尤為重要。
　　1　滾動(dòng)軸承振動(dòng)和噪聲的產(chǎn)生機(jī)理
　　滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，溝道與滾動(dòng)體間彈性接觸構(gòu)成的彈性振動(dòng)系統(tǒng)、軸承零件的制造誤差引發(fā)的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)以及軸承零件間運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)引起的自激振動(dòng)系統(tǒng)均會(huì)導(dǎo)致軸承振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)的能量傳遞到空氣中，則形成軸承的噪聲。振動(dòng)和噪聲一般情況下是同時(shí)出現(xiàn)的，振動(dòng)和噪聲問(wèn)題常按其中一個(gè)來(lái)定性，這是因?yàn)槿藗兡苈?tīng)到噪聲及感到振動(dòng)，但并不是依據(jù)它們的頻率。很少人能聽(tīng)到低頻聲，而高頻振動(dòng)人們也感覺(jué)不到。因此，低頻是“振動(dòng)問(wèn)題”，而高頻是“噪聲問(wèn)題”。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，區(qū)分振動(dòng)和噪聲的適宜界限為1000Hz。換句話說(shuō)，認(rèn)為頻率為1000Hz以下為振動(dòng)問(wèn)題，高于1000Hz為噪聲問(wèn)題。
　　2　滾動(dòng)軸承主要噪聲類(lèi)型
　　2.1軸承環(huán)噪聲
　　軸承環(huán)噪聲是滾動(dòng)軸承Z為常見(jiàn)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(dòng)到此處時(shí)，滾珠就處在波峰峰頂上，不僅會(huì)引起外環(huán)的徑向振動(dòng)，而且也將引起外環(huán)的軸向振動(dòng)。
　　2.2保持器噪聲
　　這一噪聲主要是保持器和滾動(dòng)體相互碰撞而發(fā)出的噪聲。當(dāng)出現(xiàn)這種噪聲時(shí)，保持器振動(dòng)幅度會(huì)增大，這一振動(dòng)通常情況下被認(rèn)為是滾動(dòng)體和保持器之間產(chǎn)生的一種自激振動(dòng)。這一噪聲往往在滾動(dòng)軸承和圓錐軸承中比較常見(jiàn)。潤(rùn)滑不好、徑向間隙過(guò)大等原因都會(huì)導(dǎo)致保持器產(chǎn)生噪聲。
　　3　滾動(dòng)軸承噪聲產(chǎn)生原因
　　其一，軸承的潤(rùn)滑和清潔問(wèn)題。潤(rùn)滑油的使用是保證電機(jī)和軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提和保障。如果軸承間，潤(rùn)滑油過(guò)少，就會(huì)導(dǎo)致摩擦力的產(chǎn)生，在這種作用下就會(huì)產(chǎn)生噪聲。對(duì)于不同的部件，所選擇的潤(rùn)滑油是不同的，如果選擇的潤(rùn)滑油不合理也會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)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?yàn)?，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(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致這些顆粒被碾壓從而黏貼在軸承工作面，隨之滾動(dòng)軸承異常噪聲產(chǎn)生；其二，軸承質(zhì)量問(wèn)題。軸承質(zhì)量問(wèn)題是導(dǎo)致滾動(dòng)軸承產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因之一。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，滾動(dòng)軸承質(zhì)量會(huì)影響軸承噪聲的大小。軸承質(zhì)量問(wèn)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(wèn)題還包括保存或者安裝過(guò)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(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致異常噪聲的產(chǎn)生。
　　4　滾動(dòng)軸承噪聲控制對(duì)策
　　4.1選擇合適的軸承保持架材料
　　滾動(dòng)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(duì)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(shí)，要根據(jù)軸承溫度、潤(rùn)滑脂類(lèi)型和電機(jī)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(shù)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(shí)用性方面也有了很大的進(jìn)步。這些年來(lái)，經(jīng)過(guò)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(wèn)題隨之有所減少。綜上所述，在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，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(rùn)滑油清潔
　　為了控制滾動(dòng)軸承噪聲，還要保持潤(rùn)滑油清潔。相關(guān)工作人員要定期更換潤(rùn)滑油，保證其不存在雜質(zhì)；在高溫下運(yùn)行的滾動(dòng)軸承，還要選擇一些耐高溫潤(rùn)滑油，防止因?yàn)楦邷厥節(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(jì)成不用停止電動(dòng)機(jī)就可以更換潤(rùn)滑油的結(jié)構(gòu)，以此促進(jìn)日常維護(hù)工作的有效開(kāi)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(duì)其進(jìn)行密封的過(guò)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(jī)運(yùn)行環(huán)境等問(wèn)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(wèn)題。溫度要保持在18℃～27℃，相對(duì)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(wú)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(dòng)量的一致性。分選與合套工作Z好由儀器自動(dòng)完成，以避免人為因素的干擾。零件在清洗時(shí)，清洗液的過(guò)濾精度為5μm～3μm。成品清洗液過(guò)濾器的級(jí)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(guò)大或過(guò)小的游隙均對(duì)噪聲不利。一般存在Z佳游隙范圍，這取決于軸承的使用場(chǎng)合。例如，對(duì)6203軸承而言，一般合套游隙為5μm～18μm。若用于電機(jī)，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(yǔ)
　　以目前的形勢(shì)來(lái)看，對(duì)軸承的振動(dòng)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(jì)方面越來(lái)越精湛，所以軸承的精度也在不斷的提高，由此在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)生的振動(dòng)也就會(huì)減小，那么噪聲也就隨之減小。
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來(lái)源：《中國(guó)科技博覽》2017年32期