深沟球轴承振动测试参数与轴承异常声关系的研究及振动加速度级峰值技术条件制定

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

深沟球轴承振动测试参数与轴承异常声关系的研究及振动加速度级峰值技术条件制定一、 前言近些年来，随着轴承行业的发展，轴承异常声的控制、检测和评定已成为国内轴承行业需要解决的重要问题之一，由于目前国内轴承行业还没有制订轴承异常声的测量方法和相应的规范，各生产厂实际采用的轴承异常声的检测手段和评定方法也不尽相同，从而导致检测结果缺乏一致性和可比性，容易造成用户和生产厂家产生不必要的矛盾。为解决轴承异常声检测和评定问题，国内有关研究机构在测试技术、测量参数等方面做了大量的研究工作，特别在轴承异常声测试参数的研究上，进行了广泛和深入的研究，提出了振动峰值（正/负峰值）、波峰因数（正/负波峰因数）、脉冲数、峭度、峭度系数等测试参数，并对这些参数与轴承的异常声的关系进行了试验研究，试验分析结果表明用轴承振动加速度级峰值、波峰因数、峭度等对轴承异常声的检测和评定具有良好的效果，在此基础上，制订滚动轴承 深沟球轴承振动加速度级峰值技术条件，这对规范深沟球轴承异常声的检测和评定具有重要的实用价值。二、轴承振动、噪声测量的国内外标准1、 国际标准ISO/CD 15242－1关于轴承振动与噪声，ISO至今尚无正式标准，但以ISO/TC4 N1235文件的形式，于2000年1月颁布了最新版本的标准草案ISO/CD 15242－1《滚动轴承－振动测量方法－第1部分：原理》。该标准草案适用范围为向心球轴承、推力球轴承、向心滚子轴承和推力滚子轴承，提及的测量物理量有振动位移、速度和加速度，但主要推荐的是振动速度，对径向和角接触轴承频率范围：50Hz～300Hz、300Hz～1800Hz和1800Hz～10000Hz三个频段。2、 日本国家标准JIS B1548日本国家标准JIS B1548－1995《滚动轴承声压级测量方法》首次制定于1960年，修订于1976年和1995年。该标准适用范围为深沟球轴承、角接触球轴承和圆锥滚子轴承，测量物理量为噪声声压级，采用标准规定的声压计或具有同等综合功能的仪器在消声室来测量轴承的噪声。测量方法中的主要内容见表2-1。表2-1轴承外径D（mm）测量转速（r/min）深沟球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承超过到传声器距离(mm)轴向载荷（N）传声器距离(mm)轴向载荷（N）－30（不包括30）36005010－－30501800702010040508018001004010040801201800100401008012018012001508015080注：传声器方向为传声器中心线通过轴承前端中心,且与转轴轴心线成45°3、 美国国家标准ANSI/AFBMA Std. 13 美国国家标准即减摩轴承制造商协会标准ANSI/AFBMA Std. 13－1987 (R1993)《滚动轴承振动与噪声（测量方法）》首次制定于1970年，修订于1987年和1993年。 该标准适用范围为非仪器球轴承和仪器球轴承，其中非仪器球轴承的振动测量方法主要内容是，测量物理量：振动速度，均方根值；频率范围:50Hz～300Hz、300Hz～1800Hz和1800Hz～10000Hz 三个频段；测量转速: 1800r/min±2%；测量载荷：见表2-2.表2-2轴承内径d(mm)轴向载荷(N/lb)径向接触球轴承角接触球轴承超过到10°?α?22°α?22°51022.2/531.1/744.5/10102566.7/1589.0/20111.2/252575111.2/25155.7/35177.9/4075130222.4/50311.4/70444.8/1004、 德国国家标准DIN 5426?1 德国国家标准DIN 5426?1：1995《滚动轴承?滚动轴承运转噪声－第一部分：固体声测量方法》，主要适用范围为深沟球轴承，测量物理量：振动速度或加速度，均方根值；频率范围：见表2-3；测量转速：当轴承内径d=1～8mm时为3000r/min±2%，当d=1～8mm时为1800 r/min±2%（对于d=8～20mm，允许采用两种转速）；测量载荷：见表2-4。表2-3加速度速度一个频段二个频段三个频段频率下限fL频率上限fH频率下限fL频率上限fH频率下限fL频率上限fH562800450140050300140045003001800180010000注：当加速度传感器测头的运动质量m?10g时，选用一个频段；m?10g时，选用二个频段表2-4轴承内径d（mm）轴向载荷（N）超过到±10%151051020101850183010030502205、其他国家标准 其他有关轴承振动与噪声的国家标准还有和俄罗斯、波兰和捷克等国的国家标准。6、国内相关标准（1）JB/T 5313-2001 滚动轴承 振动（速度）测量方法（2）JB/T 10187-2000 滚动轴承 深沟球轴承振动（速度）技术条件（3）JB/T 8922-1999 滚动轴承 圆柱滚子轴承振动（速度）技术条件（3）JB/T 10236-2001 滚动轴承 圆锥滚子轴承振动（速度）技术条件（5）JB/T 5314-2002 滚动轴承 振动（加速度）测量方法（6）JB/T 7047-1999 滚动轴承 深沟球轴承振动（加速度）技术条件（7）JB/T 10237-2001 滚动轴承 圆锥滚子轴承振动（加速度）技术条件（8）CSBTS TC98．80-2002 滚动轴承 深沟球轴承振动（加速度）峰值技术条件三、测试参数的概念及定义1．轴承振动加速度级峰值：在给定时间间隔内,轴承振动加速度最大值所对应的加速度级。2．轴承振动加速度波峰因数 ：轴承振动加速度峰值（m/s2）与轴承振动加速度均方根值（m/s2）之比。3．脉冲数：在某一规定时间内，振动超过门槛值的正峰值个数4．峭度：5．峭度系数：四、测试仪器由于测试仪器对振动参数的测试结果影响较大，考虑到仪器的通用性和可靠性，试验采用S092型轴承振动（异音）测量仪和S0910-VI轴承振动加速度和异常声测量仪。二台仪器采用同一驱动装置。仪器的主要技术指标如下。 1．S092型轴承振动（异音）测量仪 测试物理量：振动加速度级、振动加速度波峰因数、脉冲数 振动加速度级示值范围：0~85dB，分为四档，0~25 dB，20~45 dB，40~65 dB，60~85 dB 频率范围：100Hz~10KHz 电箱测量误差：≤±1 dB 2．S0910-VI轴承振动加速度和异常声测量仪 测试物理量：振动加速度级、振动正峰值、正波峰因数、负峰值、负波峰因数、峰—峰值、峭度、峭度因数、峭度系数4、脉冲数 振动加速度级示值范围：0~100dB，分为三档，0~40 dB，30~70 dB，60~100 dB。 满量程时最大波峰因数：≤10 频率范围：100Hz~10KHz五、样品的选取轴承样品主要选取国内和国外一些具有代表性企业所生产的轴承产品。国内样品选取了人本集团有限公司、江门机械设备（轴承）有限公司、慈兴集团有限公司、浙江慈溪新大地轴承厂、无锡市堰微精密轴承厂等厂家的产品。国外样品选取了NSK、NTN、NMB公司的轴承产品。样品主要是0、2、3系列的微型深沟球轴承及中小型深沟球轴承。为了更有效的进行振动峰值、波峰因数的对比分析并为标准制订提供可靠的实物依据，国内样品按低噪声、振动值较大、有异常声和普通品四种不同的档次选取。国外样品按低噪声和普通品选取。样品具体情况如表5-1、表5-2、表5-3、表5-4示。选取不同档次样品的目的是分析不同档次的轴承所对应的振动加速度、波峰因数、脉冲数、正峰值、负峰值、峰峰值、峭度、峭度系数等的特征进行研究，为制订深沟球轴承振动加速度级峰值技术条件提供实测依据。表5-1表5-2列样品由S092型轴承振动（异音）测量仪测试。表5-3表5-4列样品由S0910-VI轴承振动加速度和异常声测量仪测试。 表5-1 国内轴承样品测试表（S092仪器）轴承系列轴承型号生产厂家低噪音普通品振动值大异常声 0系列606-2RSCW20607-2ZYW20608-2RZC&U30608-2Z EMQYW30608-2ZCW303030608CW303030608 OUTDO101020608-2RZOUTDO3030306000-2Z EMQYW306002-2ZCW206004-2RSC&U202系列624-2ZCW20625-2Z EMQYW30626-2RSYW20629-2ZYW206200-2RZC&U306201-2RZC&U3030306201-2ZCW3030306201-2ZJZ30306201 CW3030306201 OUTDO3030306201-2RZOUTDO3030306201-2RZJZ306202A -2ZJZ30296202-2RZC&U306203-2RZC&U306203-2RS EMQYW306203-2RZJZ30306204-2RSC&U306205-2RZC&U30306206-2RZHZ56207-2RZHZ206209-2RZHZ10106210-2RZHZ103系列6303-2RSC&U306306-2RZHZ206308-2RZHZ206309-2RZHZ886311-2RZHZ886312-2RZHZ10注：YW?锡山 CW?慈兴 JZ?江门 OUTDO?新大地 HZ?人本杭州轴承厂