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如何降低球軸承噪音
來源：www.pxri.cn 發(fā)布時(shí)間：2024/1/12 11:24:02
怎樣降低球軸承的噪音?筆者認(rèn)為應(yīng)該從以下兩個(gè)方面著手：
1制造工藝。
工藝流程精化主要是指工藝流程盡可能短，工藝加工合并，無中間庫存生產(chǎn)，有效降低影響低噪聲球軸承性能的工藝因素;清潔生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)，包括磨削液、超精 液、清潔液、空氣、高壓空氣、生產(chǎn)環(huán)境等。自動(dòng)化，從汽車加工到組裝的全過程自動(dòng)化，少人或無人;規(guī)模化，這種軸承，尤其是靜音球軸承，必須形成大規(guī)模，才能具備全球市場競爭力。
2裝備。
高速磨削、電主軸精度、剛度、使用壽命和各種完善的檢測和維護(hù)性能對磨削加工精度和效率起著重要作用;國外內(nèi)圓磨床一般采用高速磨削、交流伺服控制、進(jìn)給分辨率0.25。μ，全自動(dòng)簡單操作、自診斷功能等。;超精技術(shù)，以東莞店鋪裝修機(jī)為代表的無意支撐兩個(gè)工位超精和以德國梯倫豪斯為代表的液壓定心四個(gè)工位超精兩種方式;線路檢測技術(shù)，自20世紀(jì)80年代以來，日本軸承行業(yè)以主動(dòng)測量機(jī)外反饋控制的自動(dòng)磨超短線應(yīng)用為普遍。國內(nèi)以這種方式構(gòu)成的磨超自動(dòng)線應(yīng)用也比較成熟，目前國內(nèi)已經(jīng)有100條左右。隨著工業(yè)先進(jìn)國家主機(jī)技術(shù)的不斷提高，連接越來越簡單，逐漸減少或不需要主動(dòng)測量和機(jī)外檢測;滾動(dòng)軸承砂輪主軸單元廣泛應(yīng)用于無心外圓磨床、圓外(KOYOMIKROSA等)。)，具有剛度高、精度高、壽命短、裝卸方便、使用可靠等一系列優(yōu)點(diǎn);床體具有阻尼衰減的特點(diǎn);進(jìn)給采用高精度微動(dòng)交流伺服系統(tǒng)，傳動(dòng)交流變頻導(dǎo)輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定，可在線隨機(jī)智能測量，可實(shí)現(xiàn)CBN砂輪磨削，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，圓度可達(dá)0.3μm尺寸分散可以達(dá)到3μm
國外雙端(如KOYOLan-diGardner面磨床)平面磨床，一般采用高精度、高剛度滾動(dòng)軸承單元砂輪軸系統(tǒng)，油霧潤滑。例如Gardner技術(shù)，該公司研究生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備已有90多年的歷史，可以研磨軸承、陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等材料。東莞裝飾公司的主要技術(shù)是自動(dòng)砂輪的修整和補(bǔ)償。伺服電機(jī)絲杠同軸結(jié)構(gòu)采用砂輪磨頭進(jìn)給，砂輪內(nèi)外快速同步進(jìn)給，進(jìn)給精度可達(dá)0.25。μm機(jī)身放置在兩個(gè)水平墊塊和平衡器上，平衡器有自平衡支撐桿，可以自動(dòng)與兩個(gè)水平墊塊調(diào)節(jié)成一個(gè)水平面，使機(jī)床獲得穩(wěn)定的支撐效果。平衡器的重點(diǎn)是保持砂輪軸的同心度，增加砂輪修整的間隔時(shí)間。工件進(jìn)給有四種形式:旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式、貫穿式和特殊式。超級磨砂輪、金剛石砂輪和CBN可用于磨削，磨削精度高，穩(wěn)定性好。μm
目前，我國深溝密封球軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)與國外先進(jìn)公司幾乎相同。然而，我國這類產(chǎn)品的振動(dòng)和噪聲水平與國外產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn)，主要是由于制造和工作條件的影響。從軸承行業(yè)的角度來看，工作條件可以通過對主機(jī)提出合理的要求來解決，如何減少制造因素引起的振動(dòng)和噪聲是軸承行業(yè)必須解決的問題。
國內(nèi)外大量試驗(yàn)表明：
堅(jiān)持架、套圈、鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動(dòng)有不同程度的影響，其中鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動(dòng)的影響明顯，其次是套圈的加工質(zhì)量，其主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、外觀粗糙度、外觀磕碰等。
國產(chǎn)鋼球產(chǎn)品突出的問題是振動(dòng)值離散大，外觀缺陷嚴(yán)重(單點(diǎn)、群點(diǎn)、凹坑等)。)雖然外觀粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低于圈外水平，但軸承振動(dòng)值高，甚至閉合后出現(xiàn)異常噪音。主要問題是波紋度沒有控制(沒有標(biāo)準(zhǔn)，沒有合適的測試和分析儀器)，說明機(jī)床抗振能力差，砂輪、磨盤、冷卻液、工藝參數(shù)都有問題;另一方面，我們應(yīng)該提高管理水平，防止隨時(shí)的質(zhì)量問題，如磕碰、劃傷和燒傷。
對于套圈
溝道波紋度和外觀粗糙度也是影響軸承振動(dòng)嚴(yán)重的因素。比如中小型深溝球軸承內(nèi)外溝道圓度大于2。μm時(shí)，將對軸承振動(dòng)產(chǎn)生明顯影響，內(nèi)外溝道波紋度大于0.7μm時(shí)，軸承振動(dòng)值隨波紋度增大而增大，溝道嚴(yán)重磕傷可使振動(dòng)上升4dB以上，甚至出現(xiàn)異音。
無論是鋼球還是套圈，波紋度都發(fā)生在磨削中。雖然超精研可以改善波紋度，降低粗糙度，但根本的措施是降低磨削超精過程中的波紋度，防止隨機(jī)碰撞。
主要有兩種措施
減少外觀磨削時(shí)的振動(dòng)。
為了獲得良好的外觀加工形狀精度和外觀紋理質(zhì)量，減少振動(dòng)，研磨機(jī)床必須具有良好的抗振能力，床體等重要結(jié)構(gòu)件具有抗振能力，超精機(jī)床的油石振動(dòng)系統(tǒng)具有良好的抗振能力;為了提高研磨速度，國外6206外滾道一般采用6萬電主軸，研磨速度在60m/h以上，國內(nèi)普遍較低，主要受主軸承性能的限制。
高速磨削時(shí)，磨削力小，磨削變質(zhì)層薄，不易燒傷，還能提高加工精度和效率，對低噪聲球軸承影響很大;主軸的動(dòng)靜剛度和速度特性對低噪聲球軸承的磨削振動(dòng)影響很大。剛度越高，磨削速度對磨削力的變化越不敏感，磨削系統(tǒng)的振動(dòng)越小;提高主軸軸承支的剛性，采用隨機(jī)動(dòng)平衡技術(shù)，提高磨削主軸的抗振能力。國外磨頭的振動(dòng)速度(如Gamfior)約為國內(nèi)普通主軸的十分之一;提高砂輪油石的切削性能和修整質(zhì)量非常重要。目前，中國砂輪油石的結(jié)構(gòu)
提高加工基準(zhǔn)面精度
減少磨超加工過程中的誤差反射外徑和端面是磨超加工過程中的定位基準(zhǔn)。外徑對溝超精誤差的反射是通過外徑對溝超誤差的反射間接傳遞的。如果工件在傳輸過程中發(fā)生磕碰，將直接反射到滾道加工表面，影響軸承振動(dòng)。因此，有必要采取以下措施:提高定位基準(zhǔn)的外觀形狀精度;加工過程中傳遞穩(wěn)定，無磕碰;毛坯留量位置誤差不宜過大，尤其是留量較小時(shí)。過大的誤差會(huì)導(dǎo)致磨損和超精結(jié)束時(shí)形狀精度沒有提高到終的質(zhì)量要求。
從以上分析不難看出，高性能、高穩(wěn)定性機(jī)床系統(tǒng)組成的自動(dòng)線磨超加工低噪聲球軸承是合適的方法，可以防止磕碰，減少傳輸誤差，消除人工因素，提高加工效率和質(zhì)量一致性，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。
1制造工藝。
工藝流程精化主要是指工藝流程盡可能短，工藝加工合并，無中間庫存生產(chǎn)，有效降低影響低噪聲球軸承性能的工藝因素;清潔生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)，包括磨削液、超精 液、清潔液、空氣、高壓空氣、生產(chǎn)環(huán)境等。自動(dòng)化，從汽車加工到組裝的全過程自動(dòng)化，少人或無人;規(guī)模化，這種軸承，尤其是靜音球軸承，必須形成大規(guī)模，才能具備全球市場競爭力。
2裝備。
高速磨削、電主軸精度、剛度、使用壽命和各種完善的檢測和維護(hù)性能對磨削加工精度和效率起著重要作用;國外內(nèi)圓磨床一般采用高速磨削、交流伺服控制、進(jìn)給分辨率0.25。μ，全自動(dòng)簡單操作、自診斷功能等。;超精技術(shù)，以東莞店鋪裝修機(jī)為代表的無意支撐兩個(gè)工位超精和以德國梯倫豪斯為代表的液壓定心四個(gè)工位超精兩種方式;線路檢測技術(shù)，自20世紀(jì)80年代以來，日本軸承行業(yè)以主動(dòng)測量機(jī)外反饋控制的自動(dòng)磨超短線應(yīng)用為普遍。國內(nèi)以這種方式構(gòu)成的磨超自動(dòng)線應(yīng)用也比較成熟，目前國內(nèi)已經(jīng)有100條左右。隨著工業(yè)先進(jìn)國家主機(jī)技術(shù)的不斷提高，連接越來越簡單，逐漸減少或不需要主動(dòng)測量和機(jī)外檢測;滾動(dòng)軸承砂輪主軸單元廣泛應(yīng)用于無心外圓磨床、圓外(KOYOMIKROSA等)。)，具有剛度高、精度高、壽命短、裝卸方便、使用可靠等一系列優(yōu)點(diǎn);床體具有阻尼衰減的特點(diǎn);進(jìn)給采用高精度微動(dòng)交流伺服系統(tǒng)，傳動(dòng)交流變頻導(dǎo)輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定，可在線隨機(jī)智能測量，可實(shí)現(xiàn)CBN砂輪磨削，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接，圓度可達(dá)0.3μm尺寸分散可以達(dá)到3μm
國外雙端(如KOYOLan-diGardner面磨床)平面磨床，一般采用高精度、高剛度滾動(dòng)軸承單元砂輪軸系統(tǒng)，油霧潤滑。例如Gardner技術(shù)，該公司研究生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備已有90多年的歷史，可以研磨軸承、陶瓷、玻璃、橡膠、塑料等材料。東莞裝飾公司的主要技術(shù)是自動(dòng)砂輪的修整和補(bǔ)償。伺服電機(jī)絲杠同軸結(jié)構(gòu)采用砂輪磨頭進(jìn)給，砂輪內(nèi)外快速同步進(jìn)給，進(jìn)給精度可達(dá)0.25。μm機(jī)身放置在兩個(gè)水平墊塊和平衡器上，平衡器有自平衡支撐桿，可以自動(dòng)與兩個(gè)水平墊塊調(diào)節(jié)成一個(gè)水平面，使機(jī)床獲得穩(wěn)定的支撐效果。平衡器的重點(diǎn)是保持砂輪軸的同心度，增加砂輪修整的間隔時(shí)間。工件進(jìn)給有四種形式:旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式、貫穿式和特殊式。超級磨砂輪、金剛石砂輪和CBN可用于磨削，磨削精度高，穩(wěn)定性好。μm
目前，我國深溝密封球軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)與國外先進(jìn)公司幾乎相同。然而，我國這類產(chǎn)品的振動(dòng)和噪聲水平與國外產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn)，主要是由于制造和工作條件的影響。從軸承行業(yè)的角度來看，工作條件可以通過對主機(jī)提出合理的要求來解決，如何減少制造因素引起的振動(dòng)和噪聲是軸承行業(yè)必須解決的問題。
國內(nèi)外大量試驗(yàn)表明：
堅(jiān)持架、套圈、鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動(dòng)有不同程度的影響，其中鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動(dòng)的影響明顯，其次是套圈的加工質(zhì)量，其主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、外觀粗糙度、外觀磕碰等。
國產(chǎn)鋼球產(chǎn)品突出的問題是振動(dòng)值離散大，外觀缺陷嚴(yán)重(單點(diǎn)、群點(diǎn)、凹坑等)。)雖然外觀粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低于圈外水平，但軸承振動(dòng)值高，甚至閉合后出現(xiàn)異常噪音。主要問題是波紋度沒有控制(沒有標(biāo)準(zhǔn)，沒有合適的測試和分析儀器)，說明機(jī)床抗振能力差，砂輪、磨盤、冷卻液、工藝參數(shù)都有問題;另一方面，我們應(yīng)該提高管理水平，防止隨時(shí)的質(zhì)量問題，如磕碰、劃傷和燒傷。
對于套圈
溝道波紋度和外觀粗糙度也是影響軸承振動(dòng)嚴(yán)重的因素。比如中小型深溝球軸承內(nèi)外溝道圓度大于2。μm時(shí)，將對軸承振動(dòng)產(chǎn)生明顯影響，內(nèi)外溝道波紋度大于0.7μm時(shí)，軸承振動(dòng)值隨波紋度增大而增大，溝道嚴(yán)重磕傷可使振動(dòng)上升4dB以上，甚至出現(xiàn)異音。
無論是鋼球還是套圈，波紋度都發(fā)生在磨削中。雖然超精研可以改善波紋度，降低粗糙度，但根本的措施是降低磨削超精過程中的波紋度，防止隨機(jī)碰撞。
主要有兩種措施
減少外觀磨削時(shí)的振動(dòng)。
為了獲得良好的外觀加工形狀精度和外觀紋理質(zhì)量，減少振動(dòng)，研磨機(jī)床必須具有良好的抗振能力，床體等重要結(jié)構(gòu)件具有抗振能力，超精機(jī)床的油石振動(dòng)系統(tǒng)具有良好的抗振能力;為了提高研磨速度，國外6206外滾道一般采用6萬電主軸，研磨速度在60m/h以上，國內(nèi)普遍較低，主要受主軸承性能的限制。
高速磨削時(shí)，磨削力小，磨削變質(zhì)層薄，不易燒傷，還能提高加工精度和效率，對低噪聲球軸承影響很大;主軸的動(dòng)靜剛度和速度特性對低噪聲球軸承的磨削振動(dòng)影響很大。剛度越高，磨削速度對磨削力的變化越不敏感，磨削系統(tǒng)的振動(dòng)越小;提高主軸軸承支的剛性，采用隨機(jī)動(dòng)平衡技術(shù)，提高磨削主軸的抗振能力。國外磨頭的振動(dòng)速度(如Gamfior)約為國內(nèi)普通主軸的十分之一;提高砂輪油石的切削性能和修整質(zhì)量非常重要。目前，中國砂輪油石的結(jié)構(gòu)
提高加工基準(zhǔn)面精度
減少磨超加工過程中的誤差反射外徑和端面是磨超加工過程中的定位基準(zhǔn)。外徑對溝超精誤差的反射是通過外徑對溝超誤差的反射間接傳遞的。如果工件在傳輸過程中發(fā)生磕碰，將直接反射到滾道加工表面，影響軸承振動(dòng)。因此，有必要采取以下措施:提高定位基準(zhǔn)的外觀形狀精度;加工過程中傳遞穩(wěn)定，無磕碰;毛坯留量位置誤差不宜過大，尤其是留量較小時(shí)。過大的誤差會(huì)導(dǎo)致磨損和超精結(jié)束時(shí)形狀精度沒有提高到終的質(zhì)量要求。
從以上分析不難看出，高性能、高穩(wěn)定性機(jī)床系統(tǒng)組成的自動(dòng)線磨超加工低噪聲球軸承是合適的方法，可以防止磕碰，減少傳輸誤差，消除人工因素，提高加工效率和質(zhì)量一致性，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。
