轴承噪声的产生原因和控制办法

轴承噪声的产生原因和控制办法
轴承的振动噪声，是考核轴承综合质量的主要指标之一。

轴承噪声不仅直接影响主机的性能，而且过大的噪声还会对操作者造成噪声疲劳。

随着我国机械工业的高速发展，提供低噪声的轴承，是轴承行业的一项重要任务，也是我公司的努力方向。

1．产生原因：
噪声来源主要有以下几种。

一种是轴承的结构形式、套圈壁厚、原始游隙、保持架形状、滚动体数量等固有因素所引起。

另一种是因轴承零件制造时所产生的种种缺陷（如套圈和滚动体波纹、内圈滚道宽度不一致、保持架底高变动量超差、成品清洁度不好、滚道磕碰伤、中外径斜面磕碰以及残磁超标等）。

2．应对措施：
（1）对设计方案进一步研究，力求设计更合理。

（2）加强对车加工产品质量的控制，特别是对小挡边宽度的控制，确保滚道宽度的一致性。

从现在起，车加工产品的滚道宽度作为一个必检项目，从严进行控制，确保滚道宽度符合产品图的要求。

（3）加强对保持架质量的控制，对没有光饰的保持架或虽光饰但毛刺很大的保持架，坚决拒收。

对保持架底高变动量超标的保持架也坚决拒收。

(4)加强工序间产品质量的控制，杜绝滚道磕碰伤，最大限度
地降低滚动面（内外圈滚道和滚子表面）的振纹，降低波纹度。

(5)加强工艺研究，提高产品的加工工艺水平，特别是内圈壁厚差的控制要符合要求。

(6)加强对设备的维护和保养，确保关键设备的加工能力和质量，确保关键设备的能力保障系数Cpk≥1.33。

(7)提高操作工的技能，提高他们调整机床的操作技能，使产品的加工精度有一个质的飞跃。

(8)配备应有的工位器具，减少运输过程中的磕碰伤，尽量减少产品返工，减少装卸次数。

加强转运过程中的管理，做到轻拿轻放，杜绝人为磕碰。

(9)提高成品的清洁度，首先从提高零件清洁度开始，清洗剂和清洗煤油要按规定定期更换。

各单位要加强管理，树立“质量第一”思想。

头脑中始终牢记质量是企业的生存之本，立足之根，发展之源。

质量就是效益，没有质量，企业就没有效益，质量是企业追求的永恒主题，时刻抓牢质量这根弦。

各单位主管是质量的第一责任人，质量的好坏，主要取决于部门主管的思想认识。

部门主管重视，产品质量就好;部门主管不重视，或者重视不够，产品质量就不可能好。

我们一定要花大力气，积极引导全体员工，切实把提高产品质量放在事关企业生存和发展的战略高度上来，确保产品质量的稳定合格。

归结起来，滚动轴承的噪声主要来源于四种类型的轴承振动：
(1)轴承的结构振动，是轴承特有的声音，具有1000 Hz以上的频率；
(2)零件表面波纹度引起的振动，是一种高频振动声，其特征是声音的频率随轴承转速而变化；
(3)保持架的振动，是一种保持架声，是保持架与滚动体之间发生的碰撞产生的声音，其特征是具有周期性；
(4)尘埃引起的振动，是尘埃微粒和杂质在滚道与滚动体之间产生的声音，其特征是非周期性。

影响轴承振动的主要因素，概括起来有以下四个方面：
1)设计参数：包括滚动体数量、套圈壁厚和游隙等。

2)轴承零件的制造误差：包括滚道和滚动体表面粗糙度、波纹度以及圆度误差。

大量试验研究表明，波纹度对轴承振动的影响占主导地位，而表面粗糙度和圆度的影响相对较小。

3)工作条件：轴承在运转过程中，载荷、转速、润滑条件三个方面对轴承振动的影响最大。

4)安装参数：轴承与轴和轴承座的配合、安装时的偏心等因素也同样对轴承的振动产生影响。

轴承振动的物理量确定以后，评定轴承振动的大小，通常采用振动值和振动峰值，按振动值大小不同分为不同的组别等级。

目前，国内轴承行业对中小型深沟球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的振动速度限值和振动加速度限值做出了规定，并制定了相应的机械行业标准。

轴承振动等级划分
轴承振动等级
深沟球轴承
五个等级振动速度V，V1，V2，V3，V4
五个等级振动加速度Z，Z1，Z2，Z3，Z4圆锥滚子轴承
四个等级振动速度V，V1，V2，V3
三个等级振动加速度Z，Z1，Z2
圆柱滚子轴承四个等级振动速度V，V1，V2，V3
原则上，V组或Z组是对轴承振动性能的基本要求，检验合格的轴承均应达到，而其余组别是对轴承
振动有更高要求时采用。

例如，普通电动机一般应达到Vl(Z1)～V2(z2)组水平，而对于办公机具等安静场所用轴承则应达到V3(Z3)组以上水平。

分析影响振动筛滚动轴承振动的主要因素
振动筛主要应用于石料生产，冶金，耐火材料，煤炭等领域。

振动筛主要由筛箱、激振器、悬挂（或支承）装置及电动机等组成。

电动机经三角皮带，带动激振器主轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用，使筛箱获振动，完成物料筛分。

本文中，郑州鑫海机械分析介绍影响振动筛滚动轴承振动的因素。

1.偏心振动
振动筛采用的激振器，大多为偏心轴激振器和箱式激振器。

偏心轴激振器安装调整方便，但造价较高，且偏心距不可调整；箱式激振器采用相对位置可调的扇形偏心块，可实现激振力大小的调整，从而达到振幅可调的目的。

激振器工作时偏心质量产生的离心力使偏心轴弯曲，导致轴承内外套圈的相对偏转，由于偏心会产生以转频及其各阶谐频而导致的振动，故运转中产生的惯性力和惯性力偶将引起轴承的动反力和振动，破坏轴承等零部件的平稳工作状态，产生高频振动。

研究分析分析表明，当激振器轴承振动频率与筛箱弹性振动的某一阶固有频率相同时，将引起筛箱弹性体的强烈振动。

轴承与偏心系统组成的振动系统，可视为单自由度系统。

轴承主动轴与从动轴系统均存在某一数值的共振频率，如果某一激振频率与共振频率接近，则发生共振。

另外，由于偏心存在离心惯性力，所以会产生弯曲振动，如果转速接近临界值，则发生弯曲共振。

2．轴承几何精度
振动筛激振力大，导致轴承承受很大的径向力，从而产生强烈振动。

轴承精度越高，振动越小。

滚道特别是滚动体表面的波纹度对轴承的振动影响最大，滚动体与保持架及内外圈滚动表面的间隙及其相对运动都会引起轴承的振动，这是由于滚动体的自旋频率较高，工作表面同时与内外滚道接触，滚动体、套圈、保持架所产生的振动大小大致为4：3：1的关系。

所以降低轴承振动应首先提高滚动体的表面加工精度。

3.轴承径向游隙
径向游隙过大过小都会使轴承系统产生较大的振动。

径向游隙过小引起高频振动，过大则引起低频振动。

通过对振动筛轴承的试验结果表明，径向游隙过大，降低轴承弹性系统的径向固有频率，容易产生共振，产生较大低频振动。

这是因为在滚动体和套圈的冲击点会产生较大加速度。

在冲击初期，产生与机械质量和物体形状无关的高频压缩波，并传人金属内部；而在冲击后期，会由机械力产生一个比冲击压缩波频率低的机械振动。

故径向游隙较大会使轴承在通频带上振动加剧。

4.配合
外圈与支承孔的配合会影响振动的传递，较紧的配合会迫使滚道变形，加大形状误差，
导致振动增加。

较松配合可使间隙内油膜产生阻尼作用。

外圈与(轴承座)支承孔的材料性质相差较大，特别是在其间放置橡胶减振环，能抑制振动的传递。

5.摩擦与润滑
轴承是振动筛较难控制的主要振动源，由于振动筛是靠很大的激励力来维持工作的，所以轴承所受的径向力很大，振动筛在工作过程中，很大的激振力将引起轴承系统的弹性振动。

如果润滑不良，就会产生较大的摩擦使轴承温升过高，热膨胀过大，使径向游隙显著减小，从而又加剧了摩擦，温升进一步提高。

以上五点是郑州鑫海机械根据经验积累及振动筛用户反馈的信息总结而得，鑫海机械建议振动筛等设备用户要注重设备的日常维护，保证设备的稳定运行，避免给企业带来损失。

郑州鑫海机械的产品主要包括：PE颚式破碎机、PF反击式破碎机、冲击式破碎机、圆锥破碎机、高效细碎机、水泥球磨机、石灰球磨机、回转烘干机、回转窑、振动筛、输送机等设备。

欢迎新老客户到鑫海生产基地考察。