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轴承的振动与噪声
发布日期: 2011-11-20 21:34:08 本文作者:康春五金 声音是一种机械波,是物体的机械振动通过弹性媒质向外传播的结果。轴承的噪声是由轴承振动产生的,是轴承运转过程的一种属性,即使是精密、良好的轴承也要产生振动和噪声,而振动和噪声的增加或改变则是由故障引起的。
从几何观点来看,滚动轴承结构很简单,主要由内圈、外圈、滚动体和保持架组成,但作为一个振源或声源就显得十分复杂。一般来说,轴承产生振动和噪声的原因是多方面的,主要与外部振源的激励、轴承自身的结构特点、制造和装配误差、内部缺陷或故障等四种因素有关,下面分别叙述。
1.外部激励
与轴承接触的其他货车振源(如传动轴、壳体等)对轴承产生激振力,引起轴承的振动和噪声。这种振动和噪声以低频成分为主,一般在轴承总的振动能量中所占比例很小。
2.轴承结构特点
滚动轴承承载时,由于滚动体的公转,使轴承负荷区的滚动体数目不断变化,滚动体在不同位置时受力大小也不一样,因而承载刚度发生变化,引起轴心的起伏波动,产生振动和噪声。在一定的转速下,这一振动或噪声具有确定的性质,频率较低。
3.轴承制造和装配误差
正常状态下,可以说这部分因素造成的轴承振动和噪声占主导地位。制造方面包括轴承零件加工面(内、外圈滚道面和滚动体工作面)的波纹度、形位公差、滚动体直径误差等,装配方面包括轴承偏心、转子不平衡、轴弯曲等,都将引起轴承的振动和噪声。这些制造和装配因素造成的激振力多具有周期性,但在实际过程中,各因素之间的关系十分复杂,所以总的激振力随机性较强,频率成分较多,从而正常轴承在这些激振力的共同作用下所产生的振动和噪声,也呈现出较强的随机性,含有多种频率成分。
轴承内部缺陷或故障
当轴承零件的滚动工作面上出现故障(如剥离、碎裂、点蚀、塑性变形等)时,在轴承运转中,滚动体碾压到故障部位,就会产生冲击振动。这种冲击振动与正常情况下的振动有所不同,具有很宽的频率范围,常能激起轴承零件的共振,引发异常声响。这种信号的特点是每个冲击的作用时间很短,时域能量不大,但频谱丰富,且冲击具有周期性。
综上所述,正常状态的轴承在运转中也有十分复杂的振动和噪声,其信号总体上表现出随机特性,虽含有周期成分,但频率较低,能量较弱。一旦轴承内部出现局部损伤,则振动和噪声信号的结构将发生变化,出现周期性的冲击脉冲,引起轴承系统的高频共振
响应。