在軸承的三個部件中,套圈滾道和滾動體的幾何精度和表面質(zhì)量對降低軸承的振動噪聲起著決定性的作用。在低噪聲軸承中,軸承鋼球的幾何精度和表面質(zhì)量要求高于套圈滾道。因此,提高軸承鋼球的幾何精度和表面質(zhì)量是降低軸承振動噪聲的主要途徑。本文僅分析和討論了鋼球質(zhì)量對軸承振動噪聲的影響。
鋼球的幾何精度對單個振動值的影響。
鋼球的幾何精度又稱球形精度,包括鋼球表面波紋度、棱圓度和批直徑變化。
(1)鋼球表面波紋反映了球表面在微觀峰谷的起伏程度。起伏過大會使鋼球的球形精度變差。宏觀上的直接反映是鋼球單體振動值的增加,鋼球單體振動值的增加將直接導(dǎo)致軸承整體振動噪聲的增加。試驗表明,隨著規(guī)格的不同,套筒軸承的單體振動值增加1dB,套筒軸承的振動噪聲增加1~5dB。
(2)鋼球的邊緣圓度也稱為非圓度,書面上稱為球形誤差。對于圓度不大的鋼球,其單振動值較高,最終軸承的振動噪聲也較高。
(3)鋼球的批直徑變化是指在同一批加工鋼球中,球與球之間直徑的小差異。軸承滾道中均勻分布的鋼球,隨著內(nèi)套的高速旋轉(zhuǎn),承受周期性負(fù)荷。如果滾道中鋼球之間的直徑差異較小,軸承內(nèi)外套之間會產(chǎn)生明顯的振動,通常檢測軸承的振動。
3鋼球表面完整性對鋼球單體振動值的影響。
鋼球的表面完整性,即鋼球的表面缺陷程度、表面粗糙度、分布均勻性和表面硬度均勻性,是影響鋼球動態(tài)性能的主要因素之一。
鋼球表面質(zhì)量缺陷是指鋼球加工過程中由于設(shè)備精度、原材料質(zhì)量、工裝調(diào)整等原因造成的極其微妙的表面材料缺陷。根據(jù)其形狀的不同,可分為四類:思想、群點、劃線和擦傷。思想是鋼球表面的點缺陷;群點是指鋼球表面緊密聚集的若干點缺陷;劃線是指鋼球表面隨機分布的不同長度的細(xì)直線缺陷;擦傷是指鋼球表面一組排列方向相同的短直線缺陷。研究表明,在目前的加工條件下,鋼球表面質(zhì)量缺陷是不可避免的,但嚴(yán)重程度不同。例如,表面缺陷嚴(yán)重的鋼球單振動值比無缺陷的鋼球高3dB;表面劃線較重的鋼球單振動值比表面基本無劃線的鋼球高2dB左右;表面劃線較重的鋼球單振動值比單振動值高4dB左右。具有這三種重表面缺陷的鋼球分別安裝在軸承上,其振動噪聲遠(yuǎn)高于對照組的軸承(基本上沒有這三種表面缺陷的鋼球組裝軸承);有于3.9dB;擦傷缺陷,高于4.7dB;劃線缺陷,高于2.5dB。
通過以上分析,我們基本上了解了如何從工藝上提高鋼球的動態(tài)性能,最終解決合套后軸承的振動噪聲問題。