滾動軸承對主機振動噪聲的影響

01 概述

軸承裝入電機后,電機的軸承噪聲與軸承單體的噪聲有著密切的聯系。一般來說,噪聲小的軸承裝入電機后,電機噪聲也小,但也出現了電機噪聲并不小的情況。所以研究軸承對電機振動噪聲的影響有三個方向,以下分別進行研究和介紹:
? 軸承單體的振動噪聲。
? 軸承電機的配合策略。
? 軸承電機的安裝工藝。

02 軸承單體的振動噪聲
    軸承各部件的幾何精度是決定軸承噪聲水平的重要因素。所以電機專用的低噪聲軸承是經過特殊加工工藝,嚴格控制幾何精度而制造出來的。所以在選用軸承時,加工精度是非常重要的選型參數。
    其實嚴謹地測試軸承單體的噪聲水平并不容易實現,因為這不僅需要性能良好的聲學實驗室,而且還要可靠的將軸承驅動裝置的噪聲與軸承噪聲區分開。所以在實踐中,總是以軸承外圈的振動量級來評價軸承的噪聲水平。另前人的大量測試數據表明,軸承噪聲會隨著軸承內徑和滾珠直徑的增加而增加。

03 軸承電機的配合策略
    一般傾向,會采用軸頸與內圈、外圈與軸承室的過盈緊配來避免產生不必要的滑動,但事實上這會給電機軸承噪聲帶來兩個不好的影響。一是,緊配會使軸承的徑向游隙減小甚至消失,可能會導致高頻電機噪聲,嚴重時會縮短軸承壽命。實踐表明,當軸承工作游隙過小時會導致高頻嘯叫聲,當工作游隙過大時會引起低頻嗡嗡聲。二是,緊配使軸承內外圈產生仿形現象,內外圈表面產生微觀改變,幾何精度降低,使電機噪聲增大。
    考慮到主機廠習慣將軸加工成上差,將軸承室加工成下差,可能導致配合過盈量偏大。所以現建議將軸加工提高一個精度以及取消軸承室加工的下差。有人會擔心取消下差會產生打滑問題,其實這個擔憂邏輯上是不能成立的,因為取消下差只是減小了軸承室與外圈的可能過盈量,并沒有增加它們之間的空隙。大量測試能表明,當軸承外圈與軸承室有5--10微米的配合間隙時,對降低電機噪聲是有較大好處的。另外對某些電機結構中存在的預壓彈簧,由于機理和規律復雜,這里不作討論。

04 軸承電機的安裝工藝
    主機廠對軸承的清洗和上脂都有嚴格的作業指導,這里不詳述。以下對比四種不同的裝配工藝。

滾動軸承對主機振動噪聲的影響的圖1

05 總結
    慎重軸承的選型,注意軸承電機的配合策略,優化軸承電機的安裝工藝,對降低電機噪聲是有積極作用的。軸承的加工精度與徑向游隙的大小無關。對于任何精度等級,游隙可能是標準的,也可以是增加或減小的。當主機廠在選擇軸承時,一方面要十分注意軸承制造的幾何精度,另一方面要綜合自身軸和軸承室的加工精度,來綜合考慮軸承徑向間隙的選擇。

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