滾動軸承的制造誤差和形位精度所引起的振動

一、由軸承制造誤差引起的振動

滾動軸承的內(nèi)、外圈滾道和滾動體表面沿圓周方向有程度不同的波浪形加工痕跡-波紋度，這是引起軸承振動，誘發(fā)噪聲和使旋轉(zhuǎn)軸的軸線發(fā)生偏心運動的極為重要的因素。由于加工痕跡所形成的波紋度而引起的振動，對于無徑向游隙的軸承或除球軸承外的其他軸承施加軸向負荷時也會發(fā)生，此外，對滾道波紋度的波數(shù)很多的軸承，在施以徑向負荷時也會發(fā)生。

上述由于制造因素所引起的軸承滾動表面波紋度，如欲控制其對軸承振動的影響，只有通過提高滾動表面的加工精度，減少滾道表面的形狀誤差來求得解決。以現(xiàn)代的技術水平而言，這一努力已取得進展，但無法徹底消除這一振動與噪聲的重要根源。應注意的是，不僅是軸承的制造因素，軸承的安裝因素以及軸和軸承座的剛性條件，都可能使得軸承的滾道表面產(chǎn)生波紋度，它們的影響往往比制造因素的影響更大，這是軸承用戶必須解決的課題。

二、軸與座孔形位精度的影響

軸和座孔的形位精度不良，軸承安裝后其套圈會發(fā)生撓曲變形，這樣引起的低頻振動比軸承滾動表面固有波紋度所引起的振動還大。

1.安裝表面幾何誤差的影響

軸承圈滾道圓度一般在2μm左右，如安裝表面的形狀誤差大于2μm，通常為具有2～10個波的波紋度，當軸承套圈以過盈配合安裝到這個表面上時，其滾道有可能順應地出現(xiàn)2～10個波紋度，而運轉(zhuǎn)時就會出現(xiàn)比轉(zhuǎn)速高2～10倍的振動。

如果安裝軸承的軸頸附近有花鍵或緊配合平鍵，也可能導致軸承滾道出現(xiàn)波紋度。安裝表面沿軸向的不平直或其擋肩的倒角半徑過大，也會使套圈產(chǎn)生類似的相似變形而導致振動和噪聲。因此，如在檢驗安裝表面時發(fā)現(xiàn)有上述情況，必須進行返修或換以品質(zhì)合乎要求的相配零件。

2.套圈與定位擋肩不垂直的影響

當軸承套圈與安裝部位的定位擋肩不垂直時，如其在圓周方向為動配合，則套圈產(chǎn)生扭曲，滾道變成橢圓形，其圓度誤差約為套圈與安裝表面之間間隙的兩倍。

3.過度夾緊力的影響

實踐證明，外圈容易變形且易受到過度夾緊力的影響。外圈與座孔通常為間隙配合，用兩個端蓋夾緊以軸向定位并防止微動磨蝕。當端蓋過薄，形位誤差大，夾緊力太大，或是各螺栓的夾緊力不均勻，都會使外圈產(chǎn)生很大變形。由于夾緊而導致的套圈扭曲變形很大，所導致的振動與噪聲也很顯著，必須保證端蓋的必要精度，均勻而適度地擰緊螺栓，以減少外圈由于夾緊的變形。

4.軸承與安裝表面的配合過松

軸承與安裝表面的配合過松，如果發(fā)生在旋轉(zhuǎn)的套圈與安裝表面（通常是軸）之間，套圈有可能發(fā)生相對于安裝表面的徑向運動，從而改變平衡狀態(tài)，發(fā)生離心力激發(fā)的彈性振動，即使加以軸向夾緊，但是套圈仍能以熱膨脹的“蠕變”方式趨于徑向不平衡。

如果固定套圈與安裝表面（通常是座孔）之間的配合過松，軸系統(tǒng)的重量就更易使套圈變形，出現(xiàn)各種不圓度，如果加以軸向夾緊，這種變形就會加劇并被固定了下來，當軸承運轉(zhuǎn)時這種變形就激發(fā)了彈性振動。另外，如果外圈與座孔表面之間的配合過松，則軸承容易得到較大的游隙，這會導致交變彈性振動的增加。因此，為避免出現(xiàn)這類振動，不可使軸承的配合過松。

5.同軸度誤差的影響

同軸度誤差與軸承滾動表面的幾何偏差、軸與座孔的同軸度及與其擋肩的垂直度有關，但通常以后者為主，軸承本身的誤差相對要小得多。對于球軸承，同軸度誤差對其基本旋轉(zhuǎn)誤差影響顯著，并因此而產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)速度有關的振動。

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