深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機的設計方案張林森

詹時明

摘 要：利用深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機對軸承振動和噪聲進行自動檢測、分析，可實現對軸承振動、噪聲質量等級的自動判定和分選。主要介紹了深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機主要部件的設計方案和工作流程。

關鍵詞：深溝球軸承；軸向加載裝置；傳感器；上料裝置

中圖分類號：TH133.33；TB533+.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.123

軸承的振動和噪聲質量是評判滾動軸承產品質量的重要性能指標之一。我國軸承生產企業通過近幾十年的技術工藝改進，在軸承生產質量方面已取得了較大進步，軸承精度、噪聲質量均有了顯著的提高。可見，國產軸承與國外同類產品間的差距在進一步縮短。

針對軸承振動和噪聲，國際標準化組織ISO第4委員會ISO/TC4發布了ISO 15242-1：2004《滾動軸承振動測量方法（第1部分）：基礎》。該標準提及的測量物理量有振動位移、速度和加速度等，但該標準主要推薦的測量物理量仍為振動速度，其頻率范圍有50～300 Hz、300～1 800 Hz和1 800～10 000 Hz三個頻段。深溝球軸承振動（速度）自動音檢機就是按照上述標準對深溝球軸承振動和噪聲進行自動測量和數據分析，以實現對軸承振動、噪聲質量等級的自動判定和分選。下面就深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機主要部件的設計方案和工作流程作簡單的介紹。

1 主要部件的設計

深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機的主要部件有自動上料裝置、軸向加載裝置、主軸和驅動裝置、速度型傳感器、軸承翻面裝置、測量電箱和分析系統、下料分選裝置等。

1.1 自動上料裝置

當被測軸承從裝配自動線進入本機上料料道時，先將水平放置的被測軸承通過翻轉裝置調整為豎起狀態，再由上料機械手送到檢測工位。

1.2 軸向加載裝置

軸向加載裝置可對被測軸承外圈施加載荷，同時，還可作為軸承與機械裝置間的隔離系統，以使軸承外圈基本處于自由振動狀態。旋動限位螺母可調節氣缸活塞行程和軸向載荷的大小。軸向加載裝置通過伺服電機加載氣缸的轉動和被測軸承外圈的旋轉（通常旋轉角度為120°），完成對被測軸承的“三點”測量。

1.3 主軸和驅動裝置

本機主軸的徑向和軸向均采用液體動、靜壓軸承支承，旋轉精度高、壽命長、隔振效果好。芯軸與驅動主軸組合后（芯軸的精度公差控制在g5公差的上半部分公差帶），芯軸與軸承內圈配合處的徑向跳動小于5 μm，芯軸軸肩端面園跳動小于10 μm，主軸由2號主軸油潤滑。主軸啟動前具有靜壓效應，啟動后具有動壓效應。

1.4 速度型傳感器

目前，我國軸承振動和噪聲的檢測主要采用振動加速度傳感器和振動速度傳感器。振動加速度傳感器主要檢測軸承較高頻率的振動，而軸承振動速度值與軸承的振動頻率成正比，因而，速度型傳感器可檢測軸承各頻帶頻率的振動。在實際中，我們通常用振動速度來評定軸承的振動質量。

1.5 軸承翻面裝置

當被測軸承完成第一面測量且軸向加載裝置退回時，翻面裝置也隨之退出。在齒輪和齒條的帶動下，翻面系統可以繼續運轉，實現被測軸承的翻面動作，隨即開始第二面的測量。

1.6 測量電箱和分析系統

測量電箱和分析系統將速度型傳感器輸入的電信號分別經過前置放大器放大，再由低、中、高三個頻帶通濾波將電信號在頻率域上劃分為3個頻帶，頻帶范圍分別為50～300 Hz、300～1 800 Hz、1 800～10 000 Hz；接著將3個頻帶的數據信號輸入到分析系統中，計算出低、中、高頻段測試數據的均方根值和峰值，然后分別與《滾動軸承深溝球軸承振動（速度）技術條件》（JB/T 10187—2011）中的規定技術條件標準值進行對比，并對被測軸承振動和噪聲質量等級進行評定，最后向理料分選器發出被測軸承退出通道指令。

1.7 理料分選裝置

理料分選系統先將被測軸承從驅動芯軸上推到理料分選器，再根據測量電箱和分析系統的被測軸承振動等級命令，通過伺服電機將被測軸承送到相應理料的對應通道上，然后進行測量。

2 自動檢測分選機的工作流程

深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機的工作流程為：自動上料裝置運轉→主軸和驅動裝置運轉→軸向加載裝置運轉→拾取“三點”信號→軸承翻面裝置運轉→再拾取“三點”信號→測量電箱和分析系統運轉→下料分選裝置完成檢測。圖1所示為深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機。

3 結束語

深溝球軸承振動（速度）自動測量分選機具有靈敏度高、頻響寬、自動化程度高、檢測精度高等優點，能顯著提高生產效率、降低制造成本，且與軸承裝配自動線連接后可實現軸承振動和噪聲的自動化檢測。

參考文獻

[1]張根源，陳芳華，王蘭英.軸承振動質量在線自動檢測系統設計[J].軸承，2009（01）.

[2]楊曉蔚，李紅濤.滾動軸承振動與噪聲的相關性解析[J].軸承，2011（07）.

[3]徐漫洋.軸承振動信號采集與故障診斷方法研究[D].沈陽：沈陽大學，2014.