降低滚子轴承振动值及噪声的措施
发布时间：2013-04-28 浏览次数：609
姜利平
（洛阳轴承集团有限公司 滚子轴承事业部）
摘 要：通过提高滚子等级、改进内外套圈超精方法、改进套圈加工工艺流程和提高轴承装配质量等方法改善轴承零件的圆度、波纹度和粗糙度，从而降低轴承振动值和噪声。
关键词：滚子轴承；振动；噪声；工艺
影响滚子轴承噪声及振动值的因素是多方面的，如产品的结构、材料及热处理，内、外套圈及滚子的磨加工、装配等各方面因素都直接影响轴承噪声。经过进一步的研究发现，轴承零件的圆度、 波纹度和粗糙度对轴承的噪声、振动值影响Z大。本文以30215N、317E/Z1轴承为例，主要从改善轴承零件的圆度、波纹度和粗糙度等几个方面进行工艺改进。
1、提高滚子等级
以30215轴承为例，滚子由原来的普通级（III级）改为II级，内外套圈选用普通品，滚子粗糙度、圆度、波纹度及轴承振动值如表l所示。
从表1可以看出，换用II级滚子后振动值平均下降了2.3dB。
2、改进内外套圈超精方法
一般认为，油石超精对改善套圈滚道表面粗糙度和波纹度效果很好，将砂布超精改为油石超精，油石选用切削性能好的白刚玉WAW14，只要油石硬度选择合适，可有效降低套圈滚道粗糙度和波纹度，降低轴承振动值。表2为30215轴承采用砂布和油石超精内外滚道后振动值对比。
其中，A1～A5为砂布超精产品，B1～B5为油石超精产品。
从表2可以看出，改变内外滚道超精方式，内外滚道粗糙度和波纹度值大幅下降，振动值平均下降了1.4dB。说明内外滚道对振动值的影响没有滚子影响大。
3、改进内外套圈磨加工工艺流程
3.1 原工艺流程
外圈：初磨两端面一初磨外径一初磨外滚道一附加回火一终磨两端面一终磨外径一终磨外滚道一超精外滚道（砂布）。
内圈：磨两端面一初磨内滚道一终磨内滚道一磨挡边一磨内径一超精内滚道（砂布）。
3.2 新工艺流程
外圈：初磨两端面一初磨外径一初磨外滚道一附加回火一终磨两端面一终磨外径一精磨外滚道一终磨外滚道一超精外滚道（油石）一光磨外径。
内圈：初磨两端面一初磨内滚道一初磨内挡边一初磨内径一附加回火一终磨两端面一精磨内滚道一终磨内滚道一终磨内挡边一终磨内径一超精内滚道（油石）。
通过以上工艺流程可以看出，增加了精磨滚道工序，挡边及内径增加了一遍磨削，原工序中的超精工序由砂布超精改为油石超精。
表3为30215轴承改变工艺流程前后零件滚道的粗糙度、圆度、波纹度及振动值测量结果对比。A1～A5为砂布超精产品，B1～B5为油石超精产品。
从表3可以看出：新的工艺加工出的产品，圆度、波纹度和粗糙度得到极大改善，振动值平均下降了6.9dB，远远优于国标规定的V3级（69dB）。
表4为采用新工艺加工的圆柱滚子轴承N317/Z1套圈的滚道粗糙度、圆度、波纹度及振动值测量结果。
从表4中可以看出，振动值已达到V2级，其中3号套圈已远远优于V3级要求。
4、提高轴承装配质量
（1）轴承零件工作面的表面缺陷，如毛刺、碰伤等都会使轴承产生噪声。因此，从磨加工道工序至装配，始终要求对产品轻拿轻放，杜绝产品磕碰伤。
（2）轴承零件的内外圈在磨加工中使用的是电磁无心卡具，每道工序加工完后需退磁。如果零件退磁不干净，会吸附铁屑等污物，严重影响轴承振动值及噪声。所以，内外圈进入装配以前，要再次退磁，确保无残磁。
（3）轴承中进入任何异物，如粉尘及各种金属微粒，会使轴承产生噪声。在装配前，内外圈、滚子及保持架都需仔细清洗，同时，保持装配场所干净、整洁，防止异物进入轴承内部。
（4）在保证成品回转好的前提下，将保持架尽量收缩得紧一点，对降低轴承噪声及振动很有利。如N317/Z1圆柱滚子轴承，结构为内圈双挡边，外圈无挡边，乙型保持架。装配前保持架弯爪需扩涨，以装入内圈及滚子，装完后要将弯爪收缩。表5为收缩量不同的两组轴承振动值比较（A1～A5保持架收缩量小，B1～B5保持架收缩量大）。
从表5可以看出，仅仅改变保持架收缩量，噪声就平均下降了2.82dB。
来源：《轴承》2004年第4期
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