滾動(dòng)軸承零件的圓度和波紋度

1、滾動(dòng)軸承零件的圓度和波紋度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)研究鐘小濱馬潤(rùn)梅【摘要】本文對(duì)JBT66421993《滾動(dòng)軸承零件圓度誤差測(cè)量及評(píng)定方法》的修訂提出了理論依據(jù)和修訂方法。闡述了圓輪廓波紋度的定義和圓度波紋度與軸承振動(dòng)的關(guān)系，提出了圓度波紋度測(cè)量數(shù)據(jù)處理的研究方向?！娟P(guān)鍵詞】圓度；波紋度；振動(dòng)Investigatefmeasurementstardofroundnesswavinessofrollingbearingparts1993年國(guó)家公布了中華人

2、民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《滾動(dòng)軸承零件圓度誤差測(cè)量及評(píng)定方法》JBT66421993。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中定義了2～15upr或2～50upr的頻率響應(yīng)范圍的圓度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有圓輪廓的波紋度定義，而且僅規(guī)定了圓度的峰谷值計(jì)算方法，換句話說(shuō)，僅包含了輪廓的基本信息。隨著我國(guó)軸承事業(yè)的迅猛發(fā)展，精密軸承、低噪聲軸承的產(chǎn)量越來(lái)越大，僅有圓度的定義已不能滿(mǎn)足軸承檢測(cè)的需要。軸承生產(chǎn)廠家和用戶(hù)需要知道比圓度波數(shù)更高的波對(duì)軸承振動(dòng)有何影響，同樣的圓度值不同的波

3、形對(duì)軸承振動(dòng)的影響如何。因此有必要對(duì)JBT66421993進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，以適應(yīng)精密軸承和低噪音軸承檢測(cè)的需要。在補(bǔ)充修訂新的標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)遵循哪些原則，筆者認(rèn)為下述兩個(gè)原則最為重要。首先，大力開(kāi)發(fā)低噪音、高品質(zhì)的軸承，是我國(guó)軸承工業(yè)目前的戰(zhàn)略目標(biāo)之一，軸承降噪技術(shù)是其中的重點(diǎn)。軸承的內(nèi)外圈和鋼球的圓度波紋度是影響軸承噪聲主要因素之一。控制軸承的內(nèi)外圈和鋼球的圓度波紋度以及其中所有波數(shù)的幅值，是控制軸承噪聲的一個(gè)重要手段。因此，有必要根據(jù)圓度

4、波紋度與振動(dòng)的關(guān)系制定圓度波紋度標(biāo)準(zhǔn)。以往用模擬式電氣系統(tǒng)計(jì)算圓度，僅能給出圓度輪廓的峰谷值。無(wú)法對(duì)其中波成分進(jìn)行分析。這樣，不利于分析圓度不好的工藝成因。而近年來(lái)興起的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)計(jì)算可將圓度輪廓頻譜展開(kāi)，給出每一個(gè)波成分的幅值。以便技術(shù)人員進(jìn)行工藝分析，改善加工工藝。通過(guò)對(duì)一些廠家調(diào)研證明，這是一條可行之路。此外，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，計(jì)算機(jī)應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器，可以實(shí)現(xiàn)許多其它儀器不易實(shí)現(xiàn)的計(jì)算及輔助分析功能，

5、是發(fā)展趨勢(shì)，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)是明顯的。有必要在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中確立其地位。根據(jù)上述原則，筆者認(rèn)為需要首先對(duì)圓輪廓的波紋度給出一個(gè)定義。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在平面測(cè)量中隨機(jī)或周期性偏離理想曲線的表面不平度，且高于粗糙度的部分即為波紋度。筆者認(rèn)為：在平面測(cè)量中，沒(méi)有封閉曲線測(cè)量中波數(shù)的概念，不用考慮封閉曲線中的角度，旋轉(zhuǎn)等特性，其定義是廣泛的。但在軸承零件測(cè)量中，已經(jīng)將2～15upr或2～50upr定義為圓度，其定義范圍相當(dāng)于平面測(cè)量中形狀誤差，其后到粗糙度

6、之前的一段波范圍沒(méi)有明確的定義，只有一個(gè)15～500upr的密波的概念，但圓表2外溝圓度波數(shù)與軸承振動(dòng)頻率的關(guān)系表3鋼球圓度波數(shù)與軸承振動(dòng)頻率的關(guān)系由圖表可以看出以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、軸承振動(dòng)頻率與圓度波數(shù)成正比關(guān)系。2、同一軸承相同波數(shù)的內(nèi)溝、外溝、鋼球引起的軸承振動(dòng)的頻率是不同的，其中內(nèi)溝最高，鋼球其次，但相差不大，外溝最低，相差較大。3、不同的軸承的相同波數(shù)的內(nèi)溝、外溝、鋼球引起的軸承振動(dòng)的頻率也是不同的。4、過(guò)高的波數(shù)引起的軸承振動(dòng)

7、的頻率將超出測(cè)振儀的10kHz測(cè)量上限。對(duì)軸承振動(dòng)測(cè)量影響不大。對(duì)比國(guó)家圓度標(biāo)準(zhǔn)GBT7234—1987、GBT7235—1987對(duì)圓度波數(shù)的定義，可以發(fā)現(xiàn)軸承測(cè)振儀的低頻段（50～300Hz），中頻段（300～1800Hz），高頻段（1800～10kHz）與圓度2～15，2～50個(gè)波沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。換句話說(shuō)，相同波數(shù)的不同軸承的振動(dòng)頻率是不同的。用相同的波數(shù)范圍定義不同的軸承的圓度波紋度不能很好地反映軸承的振動(dòng)頻率特性。考慮到目前廠家使

8、用的各種圓度儀、測(cè)振儀均不具備針對(duì)不同軸承進(jìn)行波數(shù)—頻率分析功能，以及許多廠家仍使用模擬計(jì)算型圓度儀，沒(méi)有數(shù)據(jù)分析能力，筆者認(rèn)為可以沿用GBT7234—1987、GBT7235—1987的圓度標(biāo)準(zhǔn)。并將波數(shù)范圍擴(kuò)展，其擴(kuò)展的波數(shù)范圍，定義為圓輪廓波紋度。其最大波數(shù)的確定應(yīng)以引起軸承10KHz振動(dòng)頻率為上限。依據(jù)這個(gè)原則，可以定義了兩種波紋度的波數(shù)范圍，即15～150upr，15～250upr。是考慮到對(duì)于鋼球和內(nèi)溝測(cè)量來(lái)講，150個(gè)波可