滾動(dòng)軸承振動(dòng)的模擬和實(shí)驗(yàn)分析

1、t輔罩.6四外軸承技術(shù)卜滾動(dòng)軸承振動(dòng)的模擬和實(shí)驗(yàn)分析洛陽軸承研究所(河南洛陽哈爾濱軸承股份有限公司(黑龍江哈爾演洛陽市水利勘察設(shè)計(jì)院(河南洛陽洛陽軸零研究所(河南洛陽模擬任何振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng),都必須要先解決兩個(gè)基本問題:首先就是振動(dòng)激勵(lì),即引起振動(dòng)的作用力問題,其次是振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能問題。理研究一下,球軸露;等動(dòng)裝置中按軸承工業(yè)常規(guī)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),其外圈的振動(dòng)“J。文獻(xiàn)2已解決的是,球和套圈溝道具有波紋度之類工藝誤差的球軸承在軸向載荷下的振動(dòng)激勵(lì)問題。從而可以確定套圈及鋼球的諧波與軸向、徑向和角向振動(dòng)激勵(lì)的頻譜之間的關(guān)系。徑向振動(dòng)激勵(lì)的相應(yīng)關(guān)系式(初次近似的頻譜列于表1中。根據(jù)資料得知.只有鋼

2、球和套圈溝道波紋度諧波為偶數(shù)時(shí),才會(huì)引起徑向振動(dòng)激勵(lì),其諧波號(hào)與鋼球數(shù)n的倍數(shù)相差1。表1引趨振動(dòng)t囊的零件誤差諧謎靠振動(dòng)散威囊率贛威的振糟外i;hl(千1“I軸內(nèi)一=h1ml如,銅葺e=2k如oI躲關(guān)于傳動(dòng)裝置中球軸承的動(dòng)態(tài)性能問題,文獻(xiàn)1、2進(jìn)行過分析研究,結(jié)果表明,裝在球軸承外圈上的傳感器所記錄的振動(dòng),取決于套圈(視為絕對(duì)剛體的振動(dòng)和彎曲振動(dòng),而且最多的表現(xiàn)形式是共振。它與套圈的彎曲振動(dòng)有關(guān)。系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率的下列公式已獲得驗(yàn)證:牡岢萄哪毒忐式中m振動(dòng)形式號(hào)碼(m=1,相當(dāng)于絕對(duì)剛體的套圈振動(dòng);當(dāng)mn/2時(shí),A=2:當(dāng)m=以/2時(shí),A=0和=4;l=1。2,3振動(dòng)質(zhì)量,l【g47103

3、915瞄647100D471039劉謇浩王吉林插晨摘譯李次公校記活套豳彎曲振動(dòng)第二種形式的固有頻率,按下列近似公式計(jì)算以=506x l曠。赫(kin D、d軸承外圈的外徑和內(nèi)徑,Imxt墨軸承的徑向剛度墨按下列近似式計(jì)算:疋=3.75n”D?siI產(chǎn)rcofr(o.1Fo”(N/t-m式中D-鋼球直徑,mmF.軸向載荷。N表1中,A、*和e分別為外圈溝道、內(nèi)圈溝道和鋼球波紋度諧波數(shù);吼、q和螄分別為相應(yīng)的諧波I唾值;五為軸承的徑向剛度;w。m。和m,分別為保持架相對(duì)外圈、內(nèi)圈和鋼球繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。研究一下視為絕對(duì)剛體(m=1的外圈徑向振動(dòng)。假設(shè)振幅小于幾何軸向過盈(為此,球軸承應(yīng)該承受

4、足夠大的軸向力F.,則可將系統(tǒng)視為線性接近,套置徑向振動(dòng)的方程式如下:;+2k+。:空些#型(1式中#套圈徑向振動(dòng)位移m.固有頻率2。=(hk。12l櫨:l驢!曼(rad,。盧E、畸和咖第J個(gè)振動(dòng)激勵(lì)諧波的振幅、頻率和相位,而且E和葉與套圈及鋼球波紋度相關(guān),其相互關(guān)系見表1解(1式求得外圈振動(dòng)位移#=毋墨(葉8in(葉I+再(2,式中局動(dòng)力系數(shù)軸承柏.6蜀(畸卜刀露若贏測(cè)量振動(dòng)的儀器為頻譜分析儀,它可以測(cè)量振動(dòng)位移、振動(dòng)速度和振動(dòng)加速度的均方根?？紤]到各諧被均方根的疊加特點(diǎn),應(yīng)用下式取代(2式:=翠脯(訓(xùn)22疆瓤麗=擂兩麗跚(4式中,總和是所有J相加的,其中的嘶在我們所研究的頻事范圍之內(nèi)。再研

5、究一下包括其彎曲在內(nèi)的外圈徑向振動(dòng)。外圈振動(dòng)加速度均方根的計(jì)算,與(4式相類似,有;弘麗(5式中。動(dòng)力系數(shù)蜀(m,值不按(3式計(jì)算,而以下列經(jīng)驗(yàn)公式求得:廠了一毛(畸2互面碡i知研(6式中m.外圈第m個(gè)振動(dòng)形式的固有頻率:=(2n吒21曠h套圈慣性系數(shù)(:,=盧,/J為套圈及其相連元件的質(zhì)量k第m個(gè)振動(dòng)形式的阻尼系數(shù)Z所研究的套圈振動(dòng)形式總數(shù)振動(dòng)激勵(lì)諧波幅值E的計(jì)算式中。常數(shù)因子疋為球軸承的徑向剛度。假設(shè):疋2五2%物理上證明m=1是正確的,而其他所有的m值均采取假設(shè)形式。此時(shí),套圈徑向加速度均方根值計(jì)算式即(5式采取下述形式:譬2式中=毋,墨模擬球軸承振動(dòng)加速度幅值頻譜,就是按(7式計(jì)算每一

6、個(gè)頻譜頻帶的女值。也就是頻率在頻率的相應(yīng)頻譜頻帶內(nèi)的振動(dòng)加速度個(gè)諧波幅羞 振動(dòng)總東平。上述傳動(dòng)裝置能夠在6003000r/血范圈內(nèi)節(jié)轉(zhuǎn)速。分析6303及6310球軸承振動(dòng)加速度頻譜的嗣量結(jié)果后。可以獲得振動(dòng)級(jí)與內(nèi)一轉(zhuǎn)速之間的下述回歸關(guān)系式:=山NI3(m/d(9式中-取決于軸承的結(jié)構(gòu)和誤差的系散,m,f旋轉(zhuǎn)頻率。r/mln模報(bào)結(jié)果很大程序上取決于a和口系數(shù)值,因?yàn)樵撝到咏谔兹弯撉蛘`差的頻譜。按圓度圖象諧波分析結(jié)果直接確定這些系數(shù)是不可能的,因?yàn)樘缀弯撉蛘`差頻譜高諧渡幅值非常小。與此同時(shí)分析理論模型,可以確定在(8式的系數(shù)值盧和(9式的振動(dòng)級(jí)相對(duì)于套圈轉(zhuǎn)速的比例之問的關(guān)系如下:d=口一0.5

7、結(jié)果8=1.3,宥口=1.8。系數(shù)a。、a,和a,是在定量試驗(yàn)基礎(chǔ)上選出的,其依據(jù)是:因外圈、內(nèi)圈和鋼球所引起的振動(dòng)級(jí)大致相同,而模擬得到的軸承總振動(dòng)級(jí)與測(cè)量時(shí)記錄的總攝動(dòng)級(jí)水平相符。為使比較來得更為直觀,利用標(biāo)準(zhǔn)子程序,借助各種回歸關(guān)系式,使筷扭結(jié)果與測(cè)量結(jié)果逼近。與試驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果最為接近的回歸關(guān)系式如下:Y2口+Blnx田16310型軸承攤動(dòng)加速度麓譜曲模擬回歸關(guān)系式的模擬結(jié)果修正系數(shù),與回歸關(guān)系式的測(cè)量結(jié)果均接近于1。相應(yīng)的回歸關(guān)系式及頻率的三條倍頻帶和總振動(dòng)級(jí)模擬數(shù)據(jù)以及測(cè)量結(jié)果示于圖2。圖中+號(hào)代表模擬結(jié)果,o代表測(cè)量結(jié)果。比較上述計(jì)算式和實(shí)驗(yàn)式,證明它們很接近,特別在高頻區(qū)內(nèi)。

8、低頻區(qū)內(nèi)的模擬與測(cè)量結(jié)果一致性稍差。這一點(diǎn)很容易解釋:在被運(yùn)用的程序中。沒有考慮次近似的振動(dòng)頻譜,而該頻譜在低頻區(qū)內(nèi)所起的作用卻非常重要。這樣,根據(jù)已完成的研究結(jié)果可以得出如下結(jié)論:內(nèi)轉(zhuǎn)速/rrnin。1(b圈2軸承的|動(dòng)篡譜內(nèi)圈轉(zhuǎn)速/rmin。fdI下轉(zhuǎn)第43頁P(yáng),群檬鞋P,辱稃囊蕾P,孽稃聯(lián)曼群稃 萬方數(shù)據(jù) 滾動(dòng)軸承振動(dòng)的模擬和實(shí)驗(yàn)分析作者:劉春浩, 王吉林, 楊晨, 李次公作者單位:劉春浩,李次公(洛陽軸承研究所河南洛陽 471039, 王吉林(哈爾濱軸承股份有限公司黑龍江哈爾濱 150036, 楊晨(洛陽市水利勘察設(shè)計(jì)院河南洛陽 471000刊名: 軸承英文刊名:BEARING年,卷(

9、期:2000,(6被引用次數(shù):3次參考文獻(xiàn)(2條1., 1981a 1987相似文獻(xiàn)(10條1.期刊論文姚天曙深溝球軸承徑向游隙引起的鋼球通過振動(dòng)的分析-軸承2005,(1在低速、輕載工況下鋼球通過徑向載荷所對(duì)的位置時(shí),深溝球軸承的內(nèi)圈將產(chǎn)生由軸承自身幾何結(jié)構(gòu)所引起的徑向振動(dòng)-鋼球通過振動(dòng).推導(dǎo)出了該振動(dòng)位移量和頻率的計(jì)算公式;分析了振動(dòng)的規(guī)律和特性.并將之與另一類鋼球通過振動(dòng)-由軸承零件彈性接觸變形所引起的內(nèi)圈徑向振動(dòng)進(jìn)行了對(duì)比分析.2.會(huì)議論文沈魯山關(guān)于降低中小型深溝球軸承套圈對(duì)振動(dòng)值和噪音的幾點(diǎn)想法2001被軸承制造業(yè)內(nèi)人士稱之為長青樹的深溝球軸承,以其量大面廣,一直居于十大基本軸承類型

10、之首,產(chǎn)量占到軸承生產(chǎn)量的70%左右.由于一套標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承,僅是外圈、內(nèi)圈、保持架、滾動(dòng)體等四大件組合而成,其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)早已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化和公開化,標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承生產(chǎn)已不存在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、研制的費(fèi)用支出,生產(chǎn)廠家只需購進(jìn)專用車磨設(shè)備就可以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承成品套圈,可購進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)鋼球、保持架,可隨時(shí)隨地組裝屬于自已品牌的深溝球軸承,同時(shí)在深溝球軸承流量市場(chǎng)中又有各種檔次不同品質(zhì)的產(chǎn)品需求,在一定程度上拋開價(jià)格因素,一個(gè)企業(yè)只要具備了深溝球軸承的生產(chǎn)能力,就可能在流通市場(chǎng)上找到適合自己的消費(fèi)群體.也就是說任何企業(yè)無法真正對(duì)深溝球軸承的生產(chǎn)和營銷進(jìn)行壟斷,只能在其中一個(gè)階段略領(lǐng)

11、風(fēng)騷,因此在深溝球軸承的競(jìng)爭(zhēng)中以高、精、低噪音的產(chǎn)品進(jìn)軍家電、電機(jī)、摩托車、汽車等主機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,把握流通領(lǐng)域的銷售走向是每個(gè)企業(yè)所追求的目標(biāo).目前,相當(dāng)多的企業(yè)依靠人工從大批量的產(chǎn)品中分選高精度及低噪音軸承的方法已遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)深溝球軸承自身品質(zhì)和價(jià)格的要求,因此,為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)成批生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的高品質(zhì)、低噪音的深溝球軸承的目標(biāo),本文就深溝球軸承在磨加工的工藝流程和工序間技術(shù)條件等諸方面,提出一些看法。3.學(xué)位論文杜迎輝深溝球軸承噪聲聲壓級(jí)的實(shí)驗(yàn)研究2005滾動(dòng)軸承的振動(dòng)、噪聲是滾動(dòng)軸承重要的動(dòng)性能指標(biāo),對(duì)主機(jī)的性能有著重要的影響。隨著科技的發(fā)展,一些精密機(jī)械和高檔家用電器對(duì)滾動(dòng)軸承的振動(dòng)和

12、噪聲提出了更為嚴(yán)格的要求,要求軸承具有一定的振動(dòng)壽命和噪聲壽命。而滾動(dòng)軸承的減振降噪是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,與軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工裝設(shè)備、加工工藝、生產(chǎn)管理等密切相關(guān),其中,軸承套圈溝道和鋼球表面的諧波(圓度、波紋度對(duì)軸承的振動(dòng)和噪聲,特別是軸承的音質(zhì)有著重要的影響。本文在深入研究和探討滾動(dòng)軸承振動(dòng)、噪聲產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上,對(duì)軸承振動(dòng)和噪聲聲壓級(jí)的關(guān)系及依據(jù)諧波控制理論,對(duì)套圈溝道、鋼球表面的諧波與聲壓級(jí)的關(guān)系進(jìn)行回歸分析,提出低噪聲軸承的最佳諧波控制方法,用諧波對(duì)軸承振動(dòng)、噪聲進(jìn)行控制與預(yù)測(cè),以提高軸承的音質(zhì)水平。研究結(jié)果表明:對(duì)滾動(dòng)軸承而言,噪聲聲壓級(jí)和振動(dòng)加速度有效值、振動(dòng)速度有效值及振動(dòng)速度峰值沒

13、有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著關(guān)系,不宜用振動(dòng)代替噪聲,對(duì)軸承噪聲應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)研究。滾動(dòng)表面諧波分布參數(shù)ae、be、ai和bi對(duì)軸承噪聲聲壓級(jí)Z有很大影響,噪聲聲壓級(jí)和諧波分布參數(shù)的關(guān)系可以用一般的正交多項(xiàng)式描述,且這種描述具有數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著性。諧波控制的含義是將諧波分布參數(shù)控制在一定的范圍內(nèi),即控制在諧波控制線附近,從而保證將噪聲聲壓級(jí)控制在一定范圍之內(nèi),而諧波分布參數(shù)可以在機(jī)械制造過程中控制,因此,用諧波分布參數(shù)來控制成品軸承噪聲具有重要的工程意義。論述了我國深溝球軸承動(dòng)態(tài)性能的現(xiàn)狀及形成機(jī)理,說明要降低振動(dòng)應(yīng)采取以下措施:制(修訂符合用戶質(zhì)量特性要求的振動(dòng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),制訂能夠指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)Z3組以上振動(dòng)級(jí)別的主要生產(chǎn)工藝參數(shù)的行業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)真抓好生產(chǎn)低振動(dòng)深溝球軸承關(guān)鍵工序的工藝攻關(guān).綜合考慮現(xiàn)有滾動(dòng)軸承振動(dòng)與噪聲的研究成果,研制出低噪聲深溝球軸承CAD系統(tǒng).本系統(tǒng)基于AutoCAD2000平臺(tái),在ObjectARX和Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境中,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)的設(shè)計(jì)方法,可以提高低噪聲深溝球軸承的設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率.峰值技術(shù)條件(推薦制訂2001近些年來,隨著軸承行業(yè)的發(fā)展,軸承異常聲的控制、檢測(cè)和評(píng)定已成為國內(nèi)軸承行業(yè)需要解決