淺析滾動(dòng)軸承噪音過(guò)高的原因

　　摘 要： 軸承是機(jī)電設(shè)備中的重要零部件，在機(jī)電機(jī)構(gòu)的裝配中，軸承的裝配是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。本文從滾動(dòng)軸承的安裝、裝配間隙及分析了數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)軸承噪音過(guò)高的幾種原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防處理措施。軸承噪音過(guò)高是機(jī)電設(shè)備常見(jiàn)且危害較大的故障，將減少軸承的使用壽命，增加檢修費(fèi)用，當(dāng)噪音過(guò)高，說(shuō)明軸承的溫度升高較快，易導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床停運(yùn)或減負(fù)荷運(yùn)行，這對(duì)客戶的經(jīng)濟(jì)效益影響很大。因此，迅速判斷故障產(chǎn)生的原因，采取得當(dāng)?shù)拇胧┘皶r(shí)排除故障，才是設(shè)備連續(xù)安全運(yùn)行的保障。
　　關(guān)鍵詞： 滾動(dòng)軸承 游隙 預(yù)緊 震動(dòng) 噪音
　　
　　一、前言
　　噪音是震動(dòng)引起的，不但影響機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量，而且對(duì)人的身心健康有影響。軸承是機(jī)電設(shè)備震動(dòng)的主要因素。軸承也是機(jī)電設(shè)備中一種舉足輕重的零部件，它的主要功能是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其他運(yùn)動(dòng)體，引導(dǎo)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)運(yùn)動(dòng)并承受由軸或軸上零件傳遞而來(lái)的載荷，它的震動(dòng)影響機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。軸承按運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類。本文主要闡述與滾軸承有關(guān)的內(nèi)容，并約定簡(jiǎn)稱為“軸承”。滾動(dòng)軸承是采用滾動(dòng)摩擦原理工作的支承件，具有摩擦力小、易干啟動(dòng)、升速迅速、結(jié)構(gòu)緊湊、“三化”（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）水平高、適應(yīng)現(xiàn)代各種機(jī)械要求的工作性能和使用壽命，以及維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航空航天、家用電器、辦公機(jī)械和高科技等領(lǐng)域，與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)。作為各種主機(jī)支承元件，軸承起著非常重要的作用，在機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配工作中，滾動(dòng)軸承裝配是一項(xiàng)非常基礎(chǔ)的工作。
　　二、滾動(dòng)軸承的安裝
　　滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架組成，如圖1和圖2所示。滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比有較多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于數(shù)控機(jī)床、電動(dòng)機(jī)、農(nóng)用車等農(nóng)業(yè)機(jī)械的可旋轉(zhuǎn)軸上，安裝時(shí)的具體要求如下：
　　第一，安裝前需將軸承的滾道、軸孔的油道清洗干凈，需潤(rùn)滑的軸承應(yīng)涂抹潤(rùn)滑油；
　　第二，不能將污物掉入軸承圈內(nèi)，以免損傷滾動(dòng)體及滾動(dòng)面；
　　第三，按要求檢查軸承內(nèi)外圈的配合過(guò)盈量是否符合標(biāo)準(zhǔn)；
　　第四，安裝應(yīng)使用專用工具，并在配合面較緊的座圈上加壓，加壓力要均勻，以防軸承歪斜；
　　第五，當(dāng)安裝過(guò)盈較大的軸承時(shí)，不得猛烈敲擊，應(yīng)采用壓力機(jī)或?qū)⑤S承浸在80—100℃熱柴油中預(yù)熱進(jìn)行裝配；
　　第六，軸承安裝后，應(yīng)檢查其端面與軸或座臺(tái)肩支承面是否貼緊，轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無(wú)卡滯現(xiàn)象，若不符合技術(shù)要求應(yīng)修整。
　　三、軸承游隙與預(yù)緊
　　滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用的是基孔制；外圈與軸承孔的配合采用的是基軸制。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，軸承內(nèi)徑尺寸只有負(fù)偏差，這與通用公差標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)孔尺寸只有正偏差不同。軸承外徑尺寸只有負(fù)偏差，但其大小也與通用公差標(biāo)準(zhǔn)不同。
　　確定滾動(dòng)軸承配合種類時(shí)，一般應(yīng)考慮的因素有：負(fù)荷大小方向和性質(zhì)；轉(zhuǎn)速的高低；旋轉(zhuǎn)精度的高低，以及裝卸是否方便等。就是將滾動(dòng)軸承的一內(nèi)圈或一外圈固定，另一套圈沿徑向或軸向的最大活動(dòng)量稱滾動(dòng)軸承的游隙。軸承游隙分徑向和軸向兩種，如圖1所示。
　　沿徑向最大活動(dòng)量稱徑向游隙，沿軸向最大活動(dòng)量稱軸向游隙。
　　軸承所處狀態(tài)不同，徑向游隙有原始游隙、配合游隙和工作游隙三種。
　　對(duì)預(yù)緊力較小的滾動(dòng)軸承的游隙一般用手撥和棒撥感覺(jué)方法調(diào)整，如圖2所示。
　　A）手撥法 b）棒撥法
　　在安裝滾動(dòng)軸承時(shí)預(yù)先給予一定的載荷，以消除軸承的原始游隙和使內(nèi)外圈滾道之間產(chǎn)生彈性變形，這種方法稱為預(yù)緊。預(yù)緊的目的是為了提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命，減少機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)，如圖3所示。
　　實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承預(yù)緊的方法有徑向預(yù)緊和軸向預(yù)緊兩種，具體方法如下：
　　（１）徑向預(yù)緊：徑向預(yù)緊是利用圓錐孔內(nèi)圈在軸上作軸向移動(dòng)時(shí)，使軸承內(nèi)圈脹大來(lái)達(dá)到預(yù)緊的目的。
　　（２）軸向預(yù)緊，軸向預(yù)緊，是使軸承內(nèi)外圈作軸向相對(duì)移動(dòng)。具體方法有：
　　用軸承內(nèi)、外墊圈厚度差，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，如圖4所示。
　　不是所有滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈都必須軸向固定，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)，軸必然要熱脹伸長(zhǎng)，所以其中有一個(gè)軸承的外圈應(yīng)該在軸向留有熱脹余地。
　　在檢查滾動(dòng)軸承內(nèi)圈徑向圓跳動(dòng)量時(shí)，軸承外圈固定不動(dòng)，內(nèi)圈端面上加以均勻的力P。用千分表并使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)一周以上，便可測(cè)量?jī)?nèi)圈內(nèi)孔表面的徑向圓跳動(dòng)量及其方向。如圖7所示。
　　在檢查滾動(dòng)軸承外圈徑向圓跳動(dòng)量時(shí)，軸承內(nèi)圈固定不動(dòng)，外圈端面上加以均勻的力P。用千分表并使外圈旋轉(zhuǎn)一周以上，便可測(cè)量外圈外圓表面的徑向圓跳動(dòng)量及其方向，如圖8所示。
　　軸承游隙的調(diào)整和軸承預(yù)緊的好壞直接影響著噪音的大小。
　　四、導(dǎo)致軸承噪音過(guò)高的常見(jiàn)原因
　　（一）潤(rùn)滑不良，如潤(rùn)滑不足或過(guò)分潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油質(zhì)量不符合要求、變質(zhì)或有雜物；
　　（二）冷卻不夠，如管路堵塞，冷卻器選用不合適，冷卻效果差；
　　（三）軸承異常，如軸承損壞，軸承裝配工藝差，軸承箱各部間隙調(diào)整不符合要求；
　　（四）振動(dòng)大，如聯(lián)軸器找正工藝差不符合要求，轉(zhuǎn)子存在動(dòng)、靜不平衡，基礎(chǔ)剛性差、地腳虛，旋轉(zhuǎn)失速和喘振。
　　五、軸承噪音過(guò)高的解決方法
　　（一）加油量不恰當(dāng)，潤(rùn)滑油脂過(guò)少或過(guò)多。應(yīng)當(dāng)按照工作的要求定期給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)噪音過(guò)高的情況，主要是因?yàn)榧佑瓦^(guò)少。
　　（二）軸承所加油脂不符合要求或被污染。潤(rùn)滑油脂選用不合適，不易形成均勻的潤(rùn)滑油膜，無(wú)法減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損，潤(rùn)滑不足，軸承溫度升高。當(dāng)不同型號(hào)的油脂混合時(shí)，可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成油脂變質(zhì)、結(jié)塊，削弱潤(rùn)滑效果。油脂受污染也會(huì)使軸承溫度升高，加油脂過(guò)程中落入灰塵，造成油脂污染，導(dǎo)致軸承箱內(nèi)部油脂劣化破壞軸承潤(rùn)滑，溫度升高。因此應(yīng)選用合適的油脂，檢修中對(duì)軸承座及軸承進(jìn)行清洗，加油管路進(jìn)行檢查疏通，不同型號(hào)的油脂不許混用，若更換其他型號(hào)的油脂時(shí)，應(yīng)先將原來(lái)油脂清理干凈；運(yùn)行維護(hù)中定期加油脂，油脂應(yīng)妥善保管做好防潮防塵措施。
　　（三）冷卻不夠。檢查管路是否堵塞，進(jìn)油溫度及回水溫度是否超標(biāo)。當(dāng)冷卻器選用不合適，冷卻效果差，無(wú)法滿足使用要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換或并列安裝新冷卻器。
　　（四）確認(rèn)不存在上述問(wèn)題后再檢查聯(lián)軸器找正情況和軸承。聯(lián)軸器的找正要符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。檢查絲杠與聯(lián)軸器是否同心，通過(guò)工裝來(lái)矯正聯(lián)軸器。
　　六、軸承的檢查主要有以下幾點(diǎn)
　　（一）軸承的質(zhì)量。解體軸承箱期間，首先，檢查潤(rùn)滑油脂是否有變質(zhì)、結(jié)塊、雜質(zhì)等不良情況，這是判斷軸承損壞原因的重要依據(jù)。其次，檢查軸承有無(wú)咬壞和磨損；檢查軸承內(nèi)外圈、滾動(dòng)體、保持架其表面的光潔度，以及有無(wú)裂痕、銹蝕、脫皮、凹坑、過(guò)熱變色等缺陷，測(cè)量軸承游隙是否超標(biāo)；檢查軸套有無(wú)磨損，坑點(diǎn)，脫皮。若有以上情況應(yīng)更換新軸承。
　　（二）軸承的配合。軸承安裝時(shí)軸承內(nèi)徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要，當(dāng)配合過(guò)松時(shí)，配合面會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)稱作蠕變。蠕變一旦產(chǎn)生就對(duì)磨損配合面，損傷軸或外殼，而且磨損粉末會(huì)侵入軸承內(nèi)部，造成發(fā)熱、振動(dòng)和破壞。過(guò)盈過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致外圈外徑變小或內(nèi)圈內(nèi)徑變大，減小軸承內(nèi)部游隙。為選擇適合用途的配合，要考慮軸承負(fù)荷的性質(zhì)、大小、溫度條件、內(nèi)圈外圈的旋轉(zhuǎn)狀各種條件因素。
　　（三）軸承各部配合間隙的調(diào)整。軸承間隙過(guò)小時(shí)，由于油脂在間隙內(nèi)剪力摩擦損失過(guò)大，也會(huì)引起軸承噪音過(guò)大，同時(shí)，間隙過(guò)小時(shí)，油量會(huì)減小，來(lái)不及帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，會(huì)進(jìn)一步提高軸承的溫升。但是，間隙過(guò)大則會(huì)改變軸承的動(dòng)力特性，引起轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。一般絲杠上的軸承壓蓋的間隙得到了根本改善，冷態(tài)及熱態(tài)運(yùn)行中軸承溫度正常，且軸承座未出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象，保證了軸承良好的運(yùn)行條件，減少了軸承的更換頻率，節(jié)省了檢修維護(hù)費(fèi)用。
　　軸承溫度高是輔機(jī)設(shè)備常見(jiàn)且危害較大的故障。檢修維護(hù)質(zhì)量對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，通過(guò)以往故障的具體分析吸取教訓(xùn)，采取預(yù)防控制措施。
　　七、結(jié)語(yǔ)
　　軸承噪音過(guò)高經(jīng)過(guò)改進(jìn)工藝，已大大減少。在今后運(yùn)行維護(hù)和檢修工作中，我們?nèi)孕杓訌?qiáng)細(xì)節(jié)控制，提高檢修工藝水平，保證數(shù)控機(jī)床出廠后長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保車間人員，特別是操作人員的身體健康。
　　
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