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        提高軸承動態性能

        發布時間:2020/11/9 9:11:49   來源:安昂傳動   作者:admin   瀏覽量:1736

         

        1.深溝球軸承動態性能的現狀

        深溝球軸承是滾動軸承中量大,面廣的的一種通用軸承,因此,國內外都致力于提高深溝球軸承的產品質量,特別是動態性能的質量,動態性能一般指的是:旋轉精度,振動,噪聲,摩擦力矩、漏脂及防塵等,由于國內外通用深溝球軸承旋轉精度都早已滿足要求,所以以下討論的動態性能著重指振動、噪聲、溫升(摩擦力矩)漏脂及防塵等。

        根據國家軸承質量檢測中心多年來對軸承行業檢測提供的數據表明:我國軸承行業通過十年的努力,目前軸承行業深溝球軸承振動值達到Z1組的超過80%,達到Z2組的占40%,達到Z3組的不足5%,當然也有少部分企業根據用戶的需要,開始向Z3----5db的目標努力,而國外深溝球軸承高檔次產品的振動值為Z3---8db,而且沒有”“異常聲”。

        密封型深溝球軸承除了對振動,噪聲有要求外,同時要求溫升,漏脂和防塵指標達到JB/T7752---1995《密封深溝球軸承技術條件》的要求。1997年國家軸承質量檢測中心根據國家技術監督局的部署,對67個企業生產的深溝球軸承的密封性能進行了檢測,其合格率為64.7%,不合格項目就是漏脂和防塵性能。

        綜上所述,不難看出我國深溝球軸承動態性能質量和國外先進水平仍有相當的一段差距,主要問題還是振動噪聲大,有異常聲,密封性差。

        2.深溝球軸承振動噪聲形成的機理

        關于振動噪聲的機理,國內外在控制振動和噪聲方面有兩種不同的做法。軸承振動主要有兩個來源。

        一是軸承受外來激勵引起軸承的固有振動,指軸承內圈,外圈、滾動體及保持架的固有振動;

        二是由于運動件互相接觸碰撞而引起的強迫振動,包括由于滾動體不是理想的球體,內外溝道接觸點運動的軌跡不是理想圓(圓度、波紋度)、滾動面不是理想的光滑表面(粗糙度)以及滾動體和保持架在運動中的沖撞和潤滑劑里的雜質等引起的強迫振動,振動和聲音有密切的關系,但從某種意義上略有差別,那就是聲起源于振動,聲是振動在空氣中的傳播給人以聽力的感覺,因此超高頻的振動人是聽不到的。

        然而,如果振動接收器和聲音接收器特性相同的話,兩個接收收的信號是全相關的,依據這種觀點,控制振動或噪聲都能起到同樣的效果,又因為控制振動簡單易行,所以國內外均以控制振動來保證產品質量,因此,對于通用軸承,建議集中有限的人力和財力搞好軸承振動的控制。不宜將噪聲另立質量標準,當然根據國外的以驗,對于特別產品,如計算機硬盤驅動系統,錄像機光盤驅動系統中的軸承,不便于用振動考核時,可制訂噪聲測量方法標準來考核。

        3.降低振動應采取的措施

        3.1制(修)訂符合用戶質量特性要求的振動分級標準

        我們的振動分級標準,目前有JB/T7047---93《深溝球軸承振動(加速度)技術條件》和JP/T5009--94《深溝球軸承振動(速度)技術條件》。這兩個標準已修訂過多次,對行業軸承降振工作起到了良好的作用,但是,現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準中體現出來,異常聲和雜音是一種不規律,突發或陣發的不悅耳刺激聲.追其原因不外乎是由于滾動面有傷、潤滑劑中有異物,保持架和滾動體不規則的摩擦等造成的,從接收到的信號來說是脈沖式的峰值。

        然而,目前我們執行的兩個軸承振動技術條件標準,盡管分了Z1、Z2、Z3組及V1、V2、V3組,速度型甚至還分了三個頻段,但其數值均取的是有效值(基本上接近算術平均值),異常聲、雜音的振動脈沖峰值沒有反映出來。近年來,我們已經注意到了SKF和NSK公司振動分級標準都是既考慮振動有效值,又考慮振動的峰值。

        現將分級代號列出:

        (1)Q05振動峰值極低。

        (2)Q06振動峰值低于普通級。

        (3)Q5振動平均值極低。

        (4)Q6振動平均值低于普通級。

        (5)Q55振動峰值、平均值極低。

        (6)Q66振動峰值、平均值均低于普通級。

        日本NSK按振動峰值和平均值分四級:普通級(C級、CMR級及CMF級最高級)。

        因此建議JP/T7074和JP/T5009同時修訂,兩種物理量(速度、加速度)都應按頻段和有效值、平均值三個方面對振動技術條件重新分級。

        3.2制訂能夠指導企業生產Z3組以上振動級別主要生產工藝參數的行業內控標準

        振動形成機理已經談到溝道,滾動體不是理想表面是形成振動的主要原因。涉及到非理想表面的參數有:圓度、波紋度、粗糙度、溝形偏差及球形偏差等。這些參數達到什么程度才能保證振動值達到Z3組以上,盡管各企業多年來積累了一些經驗,但作為行業應統一制定一個通用的內部參考標準。另外,為了達到上述參數規定數值,推薦給行業參考使用。這個標準統稱為深溝球軸承Z3組工藝參數標準。

        3.3認真抓好生產低振動深溝球軸承關鍵工序的工藝攻關,要使深溝球軸承振動值達到Z3組以上,關鍵的關鍵是靠工藝。為了達到Z3組以上,我們必須抓如下關鍵工序。

        3.3.1雙端面磨削工序

        軸承雙端面可以說是軸承零件加工的第一基準面。

        這兩個面要求平行,如果不平行將會影響第二基準面(外徑)的形狀和對第二基準面的垂直度,從而對磨溝和超精溝道造成溝形畸變,直接影響軸承振動。因此,雙端面平行差最理想是能控制在1um,如果雙端面磨削達不到此要求,寧可增加一道精研工序。

        3.3.2外徑(小外徑)無心磨削工序

        外徑是軸承零件加工的第二基準面,由于磨削溝都是無心支承磨削,外徑作為支承面盡可能是理想圓柱體,只有這樣溝道磨削后才能達到理想形狀。但是真正做到理想圓柱是不可能的。

        因此,在工藝過程中盡量把基準圓的圓度波度控制到最低水平,特別要注意控制疏波的數值,即橢圓至15棱的數值。小型尺寸段的深溝球軸承基圓疏數值建議控制在0.5um以下,為達到這個數值上,宜采取如下措施:砂輪實行動平衡:正確選擇導板高度,導輪角度和砂輪;套圈通過砂輪的前后必須有引導,每次調整工藝參數降須用圓度儀測量圈來驗,連續生產過程中每一小時都要抽兩件套圈在圓度儀上測量圓度。

        3.3.3溝磨和超精工序

        前面已經說過,只要上述兩個基準加工得當,溝磨和超精后圓度波紋度可以說不會出現什么問題。這兩道工序主要應保證表面粗糙度和溝形。為此,必須注意合理的砂輪,油石,切削參數選擇及磨削液,超進液的清潔,有條件的企業可采取磨削液,超精液集中過濾供應。

        3.3.4退磁清洗工序

        除了滾動表面不理想是影響振動的第一因素外,第二就是異物的影響,異物有兩個來源:一是軸承零件加工過程中殘存的磨粒和臟物,二是潤滑脂中的異物,因此,軸承零件成品的清洗至關重要,退磁是清洗的先決條件。行業現在清洗存在的問題有兩個,一個是重成品清洗,輕零件清洗,二是不注意清洗液的質量。

        事實說明,光靠成品清洗是很難干凈的,即便成品能清洗凈,殘存的磨粒和臟物也很容易將滾動面劃傷,因此應高度重視零件清洗,建議零件清洗進行兩次,一次放在磨削后,一次放在超精后組裝前,最好采用超聲波清洗.成品清洗可采用噴淋式。過濾器必須采用一兩級過濾,以提高清洗液的潔凈度。

        4.密封性能應采取的措施

        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,主要是我國密封結構形式比較落后。

        密封結構的關鍵在旋轉件的密封槽和密封蓋的密封唇上。密封大體有三種形式,一種實際上沒有槽,第二種是內徑小外徑上有一個臺階,第三種是有一完整的密封槽,密封唇有單唇和雙唇之分,我們認為應當發展雙唇密封和槽密封和結構,因為這種形式是接觸密封和迷宮密封的結合,密封效果比較好,但工藝復雜,成本稍高。

        5.探索降振降噪的新途徑

        (1)通過化學改性,提高軸承滾動表面的質量,降低振動,噪聲,同時提高軸承性能壽命?;瘜W改性指的是通過化學藥品對工作表面進行處理形成一種化學膜,這種工藝在國外已在航空發動機軸承斷油試驗方面取得可喜進展,可想而知對降振降噪和提高動態壽命也會大有益處。

        (2)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、自引導的浪形保持架,它的兜孔和滾動體的徑向間隙,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,從來沒有認真研究過,在深溝球軸承振動值要求Z3組以上時,不考慮保持架對振動的影響是不全面的。

        (3)研究滾動體研磨盤的材質,繼續提高滾動體表面質量,日本NSK軸承公司1997年曾對我國三大鋼球廠生產的G5、G10級鋼球做過質量調研和測試,測試結果表明:我國鋼球的精度與日本不相上下,但鋼球的表面質量紋絡不均勻,波紋峰值大,比日本的差得遠,而且認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獲得更理想的加工紋絡,我們為什么不去研究這些問題呢?

        (4)開發新的潤滑脂。潤滑脂降噪的輔助作用是十分明顯的。日本NSK開發了多種低振動脂,相比之下我們的脂的品種少得可憐。我們應加入大投入,開發不但能降低振動而且能延長動態性能壽命的潤滑脂。



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