軸承振動噪聲
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-06-15
軸承振動噪聲的視頻教程
Simcenter 3D電機振動噪聲分析
本視頻旨在進行建立電機的聲場進行振動噪聲的分析，采用Simcenter 3D建立聲場，將電機的電磁力映射到電機結構定子齒端進行分析。結合官方教程具體操作請看視頻。
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軸承振動噪聲的實例教程
結語
振動與噪聲從本質上說，是一個事情的兩個方面，具有高度相關性；但從表現形式來看，由于是兩種物理現象，又各有其顯著相異性。軸承的振動與噪聲也不例外，但同時還有其特殊性。對于軸承振動的控制，其目的主要是控制噪聲。
參考文獻
[1]楊曉蔚.滾動軸承振動與噪聲的相關性解析[J].軸承，2011.
來源：《中國新技術新產品》
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。
展開 球軸承的振動是接觸副接觸特性激勵引起的，因而影響接觸副接觸特性的因素，如載荷，速度和潤滑都會對軸承的振動特性產生影響。球軸承的噪聲是軸承振動在空氣中的傳播由人的聽覺系統感受的結果。部分國產低噪聲深溝球軸承振動和噪聲的聲壓級與國外低噪聲軸承的水平相當，但國外軸承樣品聲壓級均勻，一致性較好，而國產軸承樣品的散差大，一致性差；國外樣品有異常聲的比例低。
關于球軸承的異常聲，是一個新問題又是一個老問題。說它是新問題，是因為它是近年來軸承由低振動值向靜音方向發展，軸承質量不斷提高過程中暴露出的問題。說它是老問題，是因為在追求低振動的初期沒有對軸承的聲響質量提出更高的要求，但軸承異常聲是客觀存在的，一旦軸承的振動值穩定的降低到一定的水平后，異常聲就突現出來了。
我國早期的軸承振動測量儀只能檢測純鋁棒振動的有效值這一個參數，經檢測合格的產品中，用戶仍認為某些軸承有異聲。這是因為測得的振動有效值和異常聲沒有密切的相關關系。軸承振動的有效值對振動的脈沖值反映不敏感，它只反映軸承振動的平均水平，而不能有效的判斷軸承是否有異常聲，但振動加速度級峰值技術要求所規定的峰值限值能夠對軸承的振動（噪聲）水平進行有效的分檔評定，對軸承的異常聲測試能夠起到一定的規范作用，因此具有較好的合理性和實用性。
對絕大部分低噪聲，振動值大和有異常聲等三類不同檔次的軸承，它們的振動峰值按從低到高的順序排列為：低噪聲軸承，有異常聲的軸承，振動值大的軸承。這說明有異常聲軸承的振動加速度級峰值處于低噪聲與振動值大的軸承兩者之間。因此，用振動有效值來評價軸承異常聲的誤判率較高。
展開 球軸承的振動是接觸副接觸特性激勵引起的，因而影響接觸副接觸特性的因素，如載荷，速度和潤滑都會對軸承的振動特性產生影響。
球軸承的噪聲是軸承振動在空氣中的傳播由人的聽覺系統感受的結果。部分國產低噪聲深溝球軸承振動和噪聲的聲壓級與國外低噪聲軸承的水平相當，但國外軸承樣品聲壓級均勻，一致性較好，而國產軸承樣品的散差大，一致性差；國外樣品有異常聲的比例低。
關于球軸承的異常聲，是一個新問題又是一個老問題。說它是新問題，是因為它是近年來鍛壓模具軸承由低振動值向靜音方向發展，軸承質量不斷提高過程中暴露出的問題。說它是老問題，是因為在追求低振動的初期沒有對軸承的聲響質量提出更高的要求，但軸承異常聲是客觀存在的，一旦軸承的振動值穩定的降低到一定的水平后，異常聲就突現出來了。
我國早期的軸承振動測量儀只能檢測振動的有效值這一個參數，經檢測合格的產品中，用戶仍認為某些軸承有異聲。這是因為測得的振動有效值和異常聲沒有密切的相關關系。軸承振動的有效值對振動的脈沖值反映不敏感，它只反映軸承振動的平均水平，而不能有效的判斷軸承是否有異常聲，但振動加速度級峰值技術要求所規定的峰值限值能夠對軸承的振動（噪聲）水平進行有效的分檔評定，對軸承的異常聲測試能夠起到一定的規范作用，因此具有較好的合理性和實用性。
對絕大部分低噪聲，振動值大和有異常聲等三類不同檔次的軸承，它們的振動峰值按從低到高的順序排列為：低噪聲軸承，有異常聲的軸承，振動值大的軸承。這說明有異常聲軸承的振動加速度級峰值處于低噪聲與振動值大的軸承兩者之間。因此，用振動有效值來評價軸承異常聲的誤判率較高。
展開 電機中采用的軸承分為滾動軸承和滑動軸承兩種，滑動軸承噪聲低，在電機噪音上相對也較低，結構簡單，在微型電機中使用廣泛，而在其它類型的電機中，特別是在中小型異步電機中，由于滾動軸承具有使用維護方便，運轉精度高，起動性能好，可使電機軸向結構緊湊以及成本低等諸多優點，使用更多。
在正常情況下，軸承裝入電機后，電機的軸承噪聲和單個軸承的噪聲有著密切的關系，噪聲小的軸襯裝入電機后，電機噪聲也小，但是也有不少情況是噪聲小的軸襯裝入電機后，電機噪音并不小，發生這樣的情況主要原因是零件與軸承配合不當，結構不合理，由于電機裝配工藝不當造成軸承的機械損傷，兩次固體污染，結構共振等。
軸承對電機https://www.misumi.com.cn/seojingtai/diandongji.html振動和噪聲的影響主要有兩個方面。一方面，軸承本身是一個嚴重的振動源和噪聲源，另一方面，作為電機轉子和定子的連接構件，軸承受到電機中各種力的激勵并傳遞激勵力，從而產生振動和噪聲。電機的噪聲包括電磁噪聲、通風噪聲和機械噪聲，而機械噪聲的主要來源之一就是電機的軸承噪聲。
在電機結構上，軸承是連接電機定子與轉子，限定定轉子相對位置，并保證電機準確運行的承載部件。電機上滾動軸承的故障會體現在軸承的振動上，進而產生軸承噪聲、軸承發熱等現象，但是在軸承故障初期，軸承的振動、噪聲、發熱等現象并不明顯，只有某些小的變化，往往被人們所忽視，而當這些現象一旦表現明顯時，軸承的失效已經發生，此時如不立即采取措施，將會帶來不可預知的嚴重后果。
1.電機滾動軸承的噪聲源
①電機內軸承間隙大。
②電機轉子掃膛：也是電機中的旋轉部件。電機由轉子和定子兩部分組成，它是用來實現電能與機械能和機械能與電能的轉換裝置。
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本文原刊登于Ansys.com：《Analyzing Noise, Vibration, and Harshness With Ansys Motor-CAD NVH Tuning》
作者： Shi-Uk Chung | Ansys 高級應用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應用工程師
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在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設計與性能的關鍵因素。過高的NVH會導致產品壽命縮短、維護成本增加和客戶滿意度下降。因此，在設計階段早期解決NVH挑戰至關重要，以避免設計階段后期出現重大NVH問題。
電機NVH分析本質上是一個結合了電磁和機械分析的、復雜的多物理場問題——因為電機NVH問題通常源于電磁力與結構組件（如定子）之間的相互作用。因此，全面了解電機的電磁和機械屬性對于準確預測其NVH
在機器人日益普及的今天，無論是工廠里的機械臂、醫院中的手術機器人，還是物流倉庫中的AGV小車，它們的穩定性、精度和靜音性能，直接決定了其在實際應用中的表現。
然而，振動與噪聲問題，常常成為機器人性能提升的“隱形殺手”。如何精準測量、分析與控制這些“看不見的干擾”？HBK憑借其領先的測試測量技術，為機器人行業提供了從傳感器到軟件的一站式振動與噪聲解決方案。
?? 振動測試
為凸顯LMS振動噪聲試驗解決方案（Simcenter Testlab & Simcenter SCADAS）的價值，我將先點明振動噪聲試驗對高端制造的重要性，再從軟硬件協同的功能、相較傳統方案的優勢，以及在核心行業的應用展開，展現其專業性能。
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培訓日程：
培訓時間：8月14-15日
培訓地點：武漢市江夏區華工園二路1號2樓北京廳
面向人群：具備有限元基礎的工程技術人員
培訓目標：
? 了解關于Marc非線性熱、熱-機耦合方面的基本理論；
? 基本掌握Marc前后處理器mentat功能，熟悉mentat的操作界面；
? 掌握熱及熱機耦合仿真流程及操作；
? 掌握Marc中材料非線性，接觸非線性和熱相關性設置和定義方法
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在振動與噪聲仿真問題中，通常使用傳函來表示響應與激勵之間的關系。此類仿真在多數預報和優化場景中效果顯著，但其前提是必須掌握載荷的頻譜特性，以便針對載荷頻譜相關的特定頻率進行傳函優化。
然而，優化效果仍需通過測試進行驗證。若響應未達到優化目標，則需重新優化傳函。若能準確地將實際載荷直接添加于仿真模型進行分析，則可以直接從響應頻譜中識別優化的頻率及貢獻路徑，從而定量地驗證優化算法
LMS Test.Lab 是西門子旗下（原比利時LMS國際公司開發）的一款領先的振動噪聲（NVH，Noise, Vibration, and Harshness）測試與分析系統。它廣泛應用于汽車、航空航天、機械制造、能源等行業，提供高精度的數據采集、信號處理、模態分析、聲學測試等功能。憑借其強大的硬件兼容性、靈活的軟件架構和行業領先的算法，LMS Test.Lab 已成為工程測試領域的標桿解決方案
2025年2月27日，庭田科技與全球領先的工業軟件提供商西門子工業軟件在遼寧省沈陽市聯合舉辦了《西門子Simcenter Test振動噪聲技術研討會》。此次研討會吸引了來自汽車、航空航天、軌道交通等行業的眾多企業代表和技術專家，共同探討振動噪聲測試技術的最新進展及其在產品性能優化中的應用。
作為專注于計算機輔助工程（CAE）和高科技儀器設備的系統集成商，庭田科技始終致力于為客戶提供先進的仿真分析和測試解決方案
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為什么eVTOL必須通過噪聲與振動測試？
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