軸承的音響與振動

軸承基礎(chǔ)知識滾動軸承的振動與音響1軸承的音響與振動5/9/2024滾動軸承的振動與音響軸承的振動與音響的分類軸承的振動與音響的解析工具軸承的振動與音響關(guān)連的測量設(shè)備2軸承的音響與振動5/9/2024背景隨著滾動軸承加工設(shè)備性能提高的同時、對軸承的使用條件也隨之嚴了起來，特別是信息設(shè)備的進步和普及，今后對其的高性能化已經(jīng)難以預(yù)見。而且對極低溫（-20~-40℃)、高轉(zhuǎn)速或特殊的負荷條件等。因此、軸承在某些特殊過嚴的條件下，異常音發(fā)生也在不斷的出現(xiàn)。軸承的音響與震動問題機械的高性能化小型?輕量化高輸出功率環(huán)境的苛刻（低溫?高速化）新用途的不斷出現(xiàn)（VTR，HDD）3軸承的音響與振動5/9/2024軸承振動與音響的分類作為單個滾動軸承的振動與音響，在使用中一般主要分為4大類，而且，還可以對其進行再分，。但相互間沒有絕對的界線。軸承振動與音響的分類軸承結(jié)構(gòu)原因產(chǎn)生的振動與音響軸承精度原因產(chǎn)生的振動與音響軸承安裝原因產(chǎn)生的振動與音響其他原因產(chǎn)生的振動與音響4軸承的音響與振動5/9/2024軸承振動與音響的分類-1

表1表示了目前使用了優(yōu)良的技術(shù)，但還是要發(fā)生的，即軸承原生態(tài)的振動與音響的關(guān)系。所以，這些振動和聲音的發(fā)生，他也不會影響到軸承機能而發(fā)生故當(dāng)障。在聲音產(chǎn)生的時候，大多數(shù)場合同時產(chǎn)生振動。同樣，在有振動發(fā)生時，也伴隨有聲音發(fā)生。振動或聲音的產(chǎn)生現(xiàn)象,一般可以頻率（HZ）來表示，所以可以用頻率分析(FFT)的方法對這個頻率進行確。人耳對低頻率的聲音是不太容易聽見的，但振動頻率變高，也不是太能感覺到的，所以頻率低的時候的振動，當(dāng)頻率一變高，多數(shù)就會看成音響問題，此時的頻率界限目標，一般為1000HZ的程度。5軸承的音響與振動5/9/2024軸承振動與音響的分類表1基于軸承結(jié)構(gòu)的振動與音響的分類音振動音色特征滾道音套圈的固有振動連續(xù)的“xia-，xiu-”音所有軸承都會發(fā)生的最基本的聲音滾動體落下音套圈的固有振動保持器的固有振動有規(guī)則的“katakata”，“kotokoto”音大型軸承?水平軸時發(fā)生徑向負荷，低速時發(fā)生尖鳴聲套圈的固有振動斷續(xù)或連續(xù)的“ki-ki-”音大型圓柱滾子軸承發(fā)生徑向負荷，油脂潤滑，特定轉(zhuǎn)速時發(fā)生保持器CK音保持器的固有振動規(guī)則的“kaqiakaqia”所有軸承都會發(fā)生CG音保持器的振動斷續(xù)或連續(xù)的“jia-jia-”音高粘度油脂發(fā)生沖突音保持器的固有振動規(guī)則的“gaqigaqi”音徑向負荷，回轉(zhuǎn)初期發(fā)生滾動體通過滾動體通過的振動規(guī)則的“gologolo”音所有軸承，徑向負荷時發(fā)生6軸承的音響與振動5/9/2024滾道音（音色和發(fā)生原因）[特征]

滾道音是所有軸承都會發(fā)生的最基本的聲音，就是聽起來是“xia—”那樣的聲音。在講到滾動軸承的噪音水準時，通常是這個音的大小。[發(fā)生機理]

軸承套圈的滾道和滾動體的表面，即使采用了現(xiàn)在優(yōu)良的加工技術(shù)，但微小的起伏（波紋）的形狀誤差還是存在的（圖2）。由于這個凹凸不平的存在，軸承套圈的滾道和滾動體之間的接觸彈性，就會有微笑的變化。彈性力的變化，在軸承套圈上起到一個加振力的作用，這個結(jié)果引起的振動就成了滾道音的發(fā)生（圖3）。軸承套零件中外圈最容易引起振動，也就多數(shù)成了外圈固有振動的音的主要成分。圖3滾道音的產(chǎn)生機理圖2滾道面的狀態(tài)7軸承的音響與振動5/9/2024滾道音（頻率分析）

圖4是不同型號的球軸承的滾道音分析結(jié)果的例子。由圖可以看出，滾道音是由大約在1000HZ以上的頻率成分起支配作用的，軸承的型號不同而頻譜也不同。因此，滾道音發(fā)生的頻率是由內(nèi)、外圈滾道的扭曲情況有關(guān)，這些固有的扭曲，因軸承的尺寸而異（圖5）。球軸承和圓柱滾子軸承內(nèi)、外套圈的固有振動數(shù)通過計算機輔助計算是可以算出來的。圖4滾道音的頻率圖譜例8軸承的音響與振動5/9/2024滾道音（性質(zhì)）球軸承的滾道音，具有下面的特征。即使回轉(zhuǎn)速度有變化，音的主頻率也不會有太大的變化。音的水準，隨回轉(zhuǎn)速度的增加而增加。軸承箱的剛性高，音的水準就低，由于回轉(zhuǎn)速度增加音的增加也是很小的。圖6滾道音與回轉(zhuǎn)速度圖7滾道音與軸承箱的剛性9軸承的音響與振動5/9/2024滾道音（特點）a.噪聲、振動具有隨機性；b.振動頻率在1kHz以上；c.不論轉(zhuǎn)速如何變化，噪聲主頻率幾乎不變而聲壓級則隨轉(zhuǎn)速增加而提高；d.當(dāng)徑向游隙增大時，聲壓級急劇增加；e.軸承座剛性增大，總聲壓級越低，即使轉(zhuǎn)速升高，其總聲壓級也增加不大；f.潤滑劑粘度越高，聲壓級越低，但對于脂潤滑，其粘度、皂纖維的形狀大小均能影響噪聲值。滾道聲所激發(fā)的聲能是有限的，如在正常情況下，優(yōu)質(zhì)的6203軸承滾道聲為25～27dB(聲壓級)。

10軸承的音響與振動5/9/2024滾動體落下音（發(fā)生原因）[特征]

這個音對球軸承稱“球落下音”，滾子軸承稱“滾子落下音”，比較大型的軸承在承受徑向負荷時比較多發(fā)。但僅在低速回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)發(fā)生，速度一高，這個音就會消失。那是一個斷續(xù)的“katakata”的沖突音，后面要談到的傷痕音也有相似的性質(zhì)。[發(fā)生機理]

軸承在徑向負荷的情況下使用，軸承內(nèi)部就會產(chǎn)生負荷區(qū)和無負荷區(qū)，無負荷區(qū)由于內(nèi)部間隙的存在，滾動體與內(nèi)圈不接觸，在離心力（Fc）的作用下，與外圈接觸（圖8a）。反過來，在低速度回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)由于離心力變小，滾動體就要落下來，就會發(fā)生與保持器或內(nèi)圈的沖突音（圖8b）滾動體與外圈接觸滾動體與內(nèi)圈或保持器沖突離心力Fc滾動體重量W1高速回轉(zhuǎn)時Fc>W1低速回轉(zhuǎn)時Fc<W1圖8滾動體落下音發(fā)生機理11軸承的音響與振動5/9/2024滾動體落下音（特點）a.脂潤滑時易產(chǎn)生，油潤滑時不易產(chǎn)生。當(dāng)用劣質(zhì)潤滑脂時更易產(chǎn)生。b.冬季常常發(fā)生。c.對于只作用徑向載荷且徑向游隙較大時也易產(chǎn)生。d.在某特定范圍內(nèi)也會產(chǎn)生且不同尺寸的軸承其速度范圍也不同。e.可能是連續(xù)聲亦可能是斷續(xù)聲。f.該強迫振動常激發(fā)外圈的二階、三階彎曲固有振動，從而發(fā)出該噪聲。12軸承的音響與振動5/9/2024滾動體落下音（對策）[對策]

對應(yīng)此音，使用以下方法是有效果的

1施加預(yù)壓

2減小徑向間隙

3使用陶瓷類較輕的滾動體13軸承的音響與振動5/9/2024尖鳴聲（發(fā)生原因）[特征]

尖鳴聲是一種“ki-ki-”的金屬間滑動摩擦產(chǎn)生相當(dāng)劇烈的尖叫聲音。發(fā)生尖鳴聲的，軸承的溫度一般不會上升，同時，軸承的壽命和油脂的壽命也不會產(chǎn)生不良的影響，所以音響不特別重要的時候，對軸承的運轉(zhuǎn)是不會造成故障的。這個音對比較大型的軸承的油脂潤滑，承受徑向負荷時容易發(fā)生。圓柱滾子軸承比較容易成問題，當(dāng)然球軸承也有發(fā)生。[發(fā)生機理]

作為尖鳴聲的發(fā)生機理，潤滑對外圈的振動關(guān)連是比較大的，所以外圈與滾動體間產(chǎn)生滑動，此時的摩擦可以作為關(guān)系到自勵振動的一種來考慮徑向間隙無負荷圈滾動體與外圈間打滑尖鳴聲發(fā)生潤滑條件滾動體與保持器間的摩擦油脂的流動阻力圖9斷續(xù)音的發(fā)生機理14軸承的音響與振動5/9/2024尖鳴聲（特點）a.軸承徑向游隙大時易產(chǎn)生。b.通常出現(xiàn)在脂潤滑中，油潤滑則較罕見。c.隨著軸承尺寸增大而減小，且常在某轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)出現(xiàn)。d.冬季時常出現(xiàn)。e.它的出現(xiàn)是無規(guī)則的，和不可預(yù)知的，并且與填脂量及性能、安裝運轉(zhuǎn)條件有關(guān)。15軸承的音響與振動5/9/2024尖鳴聲（對策）[對策]

采取以下方法將是有效的

1外圈擋邊與保持器外徑間的間隙要縮小

2滾子的母線形狀要直16軸承的音響與振動5/9/2024保持器音（CK音的發(fā)生原因）[種類]

保持器音的種類有以下兩種

1保持器與滾動體發(fā)生沖突的聲音

2保持器的來回擺動發(fā)出的聲音可以分為“CK音”和“CG音”[CK音的特征]1沖壓保持器、拉深保持器、實體保持器等都會發(fā)生

2油脂潤滑、油潤滑也都有發(fā)生

3軸承的外圈上一施加瞬間負荷時容易發(fā)生

4徑向間隙大的時候，容易發(fā)生17軸承的音響與振動5/9/2024保持器音（CK音發(fā)生的原因）[發(fā)生機理]CK音是保持器每一回轉(zhuǎn)，保持器與滾動體或套圈沖突所發(fā)生。是“咔嚓、咔嚓

”的周期性的聲音。滾動體在離開載荷區(qū)后，滾動體突然加速而與保持架相撞而發(fā)出的噪聲，這種撞擊聲不可避免，但隨著運轉(zhuǎn)一段時間后會消失。

保持器的運動（有規(guī)律性）滾動體與保持器的沖突圖10CK音的發(fā)生機理[對策]

保持器與滾動體之間有間隙存在，所以要不沖突而不產(chǎn)生振動是困難的，減少裝配誤差，優(yōu)選合理的間隙和保持架竄動量來改善，縮小安裝誤差，可以有一定的降低。18軸承的音響與振動5/9/2024保持器音（CG音發(fā)生的原因）[CG音的特征]CG音，也稱為“重復(fù)音”的一種獨特的聲音。

jia-jia-使耳朵難受的聲音。[發(fā)生機理]

保持器與滾動體的滑動摩擦引起的保持器剛性的激振擺動狀的運動時產(chǎn)生。保持器的運動（無規(guī)律性）滾動體與實體保持器面間的摩擦力變化圖11CG音的發(fā)生機理[對策]JC保持器或低粘度油脂的采用，提高制造精度和表面質(zhì)量，清洗效果也至關(guān)重要。深溝球軸承的沖壓保持架較薄，在徑向和軸向平面內(nèi)的彎曲剛度較低，整體穩(wěn)定性差，軸承高速旋轉(zhuǎn)時就會因彎曲變形而產(chǎn)生自激振動，引起“蜂鳴聲”。19軸承的音響與振動5/9/2024滾動體通過的振動（發(fā)生原因）[特征]

滾動體通過的振動，徑向間隙大的、大型的軸承使用徑向負荷時發(fā)生的振動。這個振動一發(fā)生，回轉(zhuǎn)軸的中心會上下左右的擺動，會發(fā)生“gologolo”的聲音。FrFr[發(fā)生機理]

當(dāng)軸承在徑向載荷作用下運轉(zhuǎn)，其內(nèi)部只有若干個滾動體承受載荷，由于與套圈的彈性接觸構(gòu)成的“彈簧”支承使?jié)L動體在通過徑向載荷作用線產(chǎn)生了周期性振動，而轉(zhuǎn)軸中心因此會上下垂直移動或做水平方向移動，同時引發(fā)噪聲。這類振動稱之為滾動體通過振動，尤其是在低速運轉(zhuǎn)時表現(xiàn)更為明顯。如右圖，a、b所示，上下方向會發(fā)生一定的變位量。同時，這個中心的位置滾動體也有左右變位。A滾動體負荷正對B滾動體負荷方向?qū)ΨQ圖12滾動體通過振動的發(fā)生機理20軸承的音響與振動5/9/2024滾動體通過的振動（對策）[振動發(fā)生的頻率]

滾動體通過的振動的頻率由下式表示

f=Z?fc（HZ）[Z：滾動體數(shù)，fc：滾動體的公轉(zhuǎn)頻率（HZ）]

左圖為Z=8，所以滾動體通過的箭頭方向

Z?fc=8?fc（HZ）的振動發(fā)生[對策]

滾動體的通過振動，一般因為振幅較小，所以不成問題的對于這個振動的對策

1徑向間隙縮小

2施加預(yù)壓

21軸承的音響與振動5/9/2024軸承的振動與音響的分類-2

這里分類的振動與音響，與軸承的制造誤差有關(guān)，但現(xiàn)在即使采用了精密的軸承加工技術(shù)也還難以做到完全防止。所以與前面所講到的軸承本身原因的振動與音響是難以嚴格區(qū)分的。但低頻音（bibili音）或斷續(xù)音的振動，在達到某種程度以上的水準時，多數(shù)是作為問題的，通常是在這樣的水準以下，作為本質(zhì)的聲音來區(qū)別。表2與軸承精度相關(guān)的振動與音響的分類音振動音色特征bibili音波紋引起的振動內(nèi)圈wu-wu-go-go-連續(xù)音外圈滾動體連續(xù)音，但會經(jīng)常消失（球）22軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（特征）

由軸承零件超精加工面上的波紋引發(fā)的振動，是由于滾動體及內(nèi)外圈滾動面具有比較大的波峰高度造成圓周方向的凹凸（波紋）。為了防止發(fā)生，滾動軸承的滾道面進行極高精度的加工。其最明顯的例子就是鋼球，最高精度登記的球，如果把他放大到與地球同樣的大小，他的波峰大高度民主要在100m以下是不可能的。[特征]bibili音是類似”嗚-嗚-“或”翁翁“的聲音。發(fā)生的聲音或振動的頻率隨轉(zhuǎn)速而變化。滾動軸承所發(fā)生的音中，除bibili音以外的代表性的音，含有軸承零件的共振現(xiàn)象，其頻率不因轉(zhuǎn)速而變化。因此，這點上bibili音與其他音是能夠區(qū)別的。23軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（球的圓度形狀測定例）10μm0.092μm0.020μm倍率:2000倍倍率:20萬倍球的圓度測定結(jié)果例軸承用球的圓度測定結(jié)果例高精度的球的圓度測定結(jié)果例24軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（振動頻率的計算）[根據(jù)波數(shù)的振動頻率的計算]

施加一定的軸向負荷時軸承發(fā)生的振動頻率，可按表3計算。對球軸承以外的軸承，只要輸入?yún)?shù)和回轉(zhuǎn)條件也是可以進行計算的。

振動方向波紋軸承零件徑向軸向波數(shù)振動頻率波數(shù)振動頻率內(nèi)圈nZ±1nZfi±frnznZfi外圈nZ±1nZfcnZnZfc滾動體2n2nfb±fc2n2nfb表3產(chǎn)生振動的波數(shù)與軸承的振動數(shù)N：正整數(shù)，Z：滾動體數(shù)，F(xiàn)i：內(nèi)圈回轉(zhuǎn)頻率數(shù)（HZ），F(xiàn)c：保持器回轉(zhuǎn)頻率（HZ）。Fi=fr-fc，fb：滾動體回轉(zhuǎn)頻率（HZ）25軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（徑向振動的發(fā)生機理）[發(fā)生機理]

bibili音是軸承零件的加工面超竟加工在圓周方向上的波（凹凸）的存在，和軸承的力的變化，在直徑方向（角方向）和軸方向發(fā)生的振動。圖13是內(nèi)圈分別有nZ-1，nZ，nZ+1波的球軸承外圈的徑向振動發(fā)生機理的說明圖。在nZ的場合，記號1和記號5的球與波峰接觸（紅點），外圈的直徑方向沒有振動。在nZ-1，nZ+1波的場合，記號1的球與峰接觸（紅點），記號5的球與谷接觸（蘭點），外圈向箭頭的方向移動,此時,表3表示了震動頻率發(fā)生。798直徑方向軸承振動頻率8fi±fr（Hz）a）nZ-1b）nZc）nZ+1圖13不同波數(shù)的直徑方向振動的發(fā)生機理內(nèi)圈有波紋時nZfi±fr（HZ）26軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（軸向振動的發(fā)生機理）內(nèi)圈有波紋的場合nZfi（HZ）軸方向的軸承振動頻率8fi(hz)a)和滾動體峰的接觸b)和滾動體谷的接觸圖14因波紋引發(fā)軸向振動的機理

圖14是內(nèi)圈上有nZ個波峰的球軸承外圈的軸方向振動發(fā)生機理的說明圖。圖a）為所有的球與波峰接觸（紅點）的情況，b）是所有的球與波谷接觸（蘭點）的情況。在nZ的波時，外圈的軸方向的振動，nZ峰與谷的相互交替和球接觸，軸承的徑向間隙的變化是接觸角變化并使外圈向紅箭頭的方向移動。這個振動，如表3所表示的內(nèi)圈的波紋為起因的軸向的振動頻率的產(chǎn)生。接觸角變化27軸承的音響與振動5/9/2024由波紋引起的軸承振動的實例

要求超低振動（低NRRO）的軸承代表，就是HDD的主軸馬達用的球軸承。所謂NRRO，就是轉(zhuǎn)速和不同期的轉(zhuǎn)軸的擺動成分，也就是除去轉(zhuǎn)速成分后的軸承的振動（為主的，1KHz）以下。圖15是NRRO的成分分析結(jié)果的例子，圖a）為除去回轉(zhuǎn)成分（綠點）的成分是所有軸承零件的波紋為起因的振動成分。這些成分一大，如圖b）所示的時間范圍波形的幅度就變大，這個量就成為NRRO水準。振幅μm1010.10.01100hz200hza)頻率范圍內(nèi)b)時間范圍

圖15NRRO的分析結(jié)果現(xiàn)在對HDD用球軸承的NRRO要求水準為30nm以下.為此,對軸承零部件正追求nm(1/1000μm)水準的高精度化28軸承的音響與振動5/9/2024bibili音（對策）[對策]

這種振動(bibili音),由軸承零件的超精面上圓周方向的波紋減小,大體上可以達到不成為問題的水準.

但即使軸承的精度制作得相當(dāng)精良,安裝軸承的孔和軸的表面形狀不好,就會影響滾道的形狀,這種音也還會發(fā)生。在軸上開有鍵槽時，也會引發(fā)同樣的情況，務(wù)必注意。29軸承的音響與振動5/9/2024軸承的振動與音響的分類-3

軸承的主要零件，具有相當(dāng)硬的表面，錯誤安裝及軸承的掉落，以及給以沖擊，軸承工作表面上還是會留下痕跡。即使是少許的形狀不良，就會成為軸承振動或音響的發(fā)生原因，這樣的痕跡及傷痕、微小的塵粒都是會成問題的。這里要區(qū)分的振動和音響，主要是軸承安裝方面有問題時發(fā)生的。

表4軸承安裝不良引發(fā)的振動與音響的分類音振動音色特征傷痕音傷痕引起的振動內(nèi)圈嘰--皮—（規(guī)則的）有規(guī)律的特定的間隔外圈滾動體規(guī)則的但有時會消失垃圾音垃圾引起的振動

欺欺不規(guī)則30軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（特征）[特征]

軸承滾道表面上一旦有傷痕、壓痕或銹等，在軸承回轉(zhuǎn)時，就會發(fā)出“皮-”那樣的脈沖的聲音。如果轉(zhuǎn)速一定，這個聲音的發(fā)生周期（時間間隔）也就一定，轉(zhuǎn)速一降低，周期就變長。

傷銹

a）內(nèi)圈滾道面上有傷b）外圈滾道面上有銹圖16滾道面上的損傷31軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（發(fā)生機理）[發(fā)生機理]

軸承滾道表面上一有傷、壓痕以及銹等，軸承在回轉(zhuǎn)時，這些表面上的傷的部分就會與滾動體發(fā)生沖突而發(fā)出聲音。圖17是外圈滾道面上有傷痕，當(dāng)在內(nèi)圈回轉(zhuǎn)時的說明圖。首先記號7的球與滾道面的傷發(fā)生沖突，接下來依此為記號8、記號1……，球與傷以一定的間隔重復(fù)沖突。此時，球與傷的沖突就引發(fā)了外圈發(fā)生沖擊振動。這個沖突的發(fā)生周期，與球在傷痕上通過的間隔是相同的，內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速一降低，這個周期（間隔）就變長。傷滾動體與傷的沖突(7→8→1→2→…→7）沖突發(fā)生的周期外圈滾道面有傷的場合圖17外全滾道面上有傷的傷痕音的發(fā)生機理32軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（發(fā)生頻率的計算）[傷痕音的發(fā)生頻率的計算]

傷痕音的發(fā)生頻率由轉(zhuǎn)速和軸承的內(nèi)部諸因素所決定，表5是計算式。由此，傷痕音發(fā)生頻率及傷痕的發(fā)生位置是可以推斷的。對球軸承以外的也可以用同樣的方法進行計算的內(nèi)圈傷外圈傷滾動體傷圖18有傷時的振動的時間波形傷的位置脈沖的發(fā)生間隔頻率(HZ)內(nèi)圈Zfi=fr/2[1+Da/dm*cosα]?Z外圈Zfc=fr/2[1-Da/dm*cosα]?Z

滾動體2fb=fr[1-Da2/dm2*cos2α]?dm/DaZ:滾動體數(shù),fr:內(nèi)圈回轉(zhuǎn)頻率(HZ),Da:滾動體直徑.Α:接觸角表5有傷痕時發(fā)生的頻率2fb-1

zfc-1

zfi-1

33軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（エンベロープ分析）[概要]

頻率分析是振動或音響問題中最良利用信號的處理方法之一。在做軸承異常診斷時，如圖18所示根據(jù)傷的脈沖著眼于成分規(guī)律性，根據(jù)頻率分析傷是能分析的。但此時單純對軸承的振動或音響作頻率分析，根據(jù)傷的脈沖的發(fā)生間隔的頻率找不出的情況還比較多。[處理方法]

例如圖19所示的振動波形，其周期為T（沖擊振動的周期），由頻率分析得知，即使對振動信號做原樣狀態(tài)的分析，一般要得到顯示周期T的特征的頻率的頻譜還是困難的。另一方面，在絕對值檢波后施加濾波處理，再進行頻率分析（エンベロープ分析），有無規(guī)律及脈沖的發(fā)生間隔頻率是能容易檢出的。這個分析方法，比較廣泛的用于傷痕發(fā)生的位置的解析等。[適用例]

此分析方法，廣泛的用于傷痕發(fā)生的位置的解析等。滾動體通過振動、滾動體落下音、保持器音（CK音）等那些有周期性的振動或聲音的解析是有效的。34軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（エンベロープ分析）T

T

1/T

時間（ses）時間（ses）頻率（HZ）頻率（HZ）0500010000振幅頻率分析不明白發(fā)生間隔的頻率振幅振幅振幅振動波形

絶対値検波波形

頻率分析

絕對值檢波處理低域過濾圖19エンベロープ分析例35軸承的音響與振動5/9/2024傷痕音（對策）[對策]

要去掉這個振動或聲音

1交換新品軸承

2在安裝時，一定不要對軸承施加沖擊。36軸承的音響與振動5/9/2024垃圾音（特征與對策）[特征]

軸承沒有充分洗凈、潤滑劑中有異物混入、或在回轉(zhuǎn)中垃圾混入到軸承中，都會發(fā)生“jijiji”那樣的聲音。這個聲音是由于異物或垃圾進入到滾道面中時發(fā)生的，所以叫垃圾音。垃圾音的大小是不一定的，發(fā)生也不規(guī)則。[對策]

垃圾混入，當(dāng)然要發(fā)生垃圾音，經(jīng)常會在滾道面上產(chǎn)生壓痕，因此也會成為軸承壽命縮短的原因，有必要加以注意。作為對策，以下方法是會有效果的。

1要洗凈軸承內(nèi)部，去除異物

2改善軸承的密封方法

37軸承的音響與振動5/9/2024軸承的振動與音響的分類-4

據(jù)前所述，軸承的振動與音響的分類，有軸承自身結(jié)構(gòu)的原因、有精度的原因、也有安裝不良的原因。也有其他原因使軸承發(fā)生振動和音響，這些就不作詳細的說明了。音振動音色特征防塵蓋音防塵蓋的固有振動pi--與蓋接觸時發(fā)生潤滑脂的音Gujiugujiupiqipiqi不規(guī)則表5其他的振動和音響的分類38軸承的音響與振動5/9/2024防塵蓋音及潤滑脂音（特征）[防塵蓋音的特征]

帶防塵蓋的軸承在潤滑脂潤滑時，有時會發(fā)出“pi-”那樣的聲音。這個聲音可以認為是蓋的接觸部的摩擦引起的自激振動可以對蓋或潤滑脂的變更來作為對策[潤滑脂音的特征]

這個聲音是潤滑脂潤滑在回轉(zhuǎn)的初期有時會發(fā)生“gujiugujiu‘或”piqipiqi的聲音。這可認為是在添加潤滑脂的過程中，潤滑脂中混有氣泡存在而發(fā)生。發(fā)生的間隔是不規(guī)則的，隨回轉(zhuǎn)時間會慢慢消失。音的水準因為其不是很大，所以不是問題。39軸承的音響與振動5/9/2024軸承的振動與音響的解析工具軸承異音解析系統(tǒng)

軸承安裝到設(shè)備中，到市場上后音響（振動）問題最多的還是異常音（振動）?；剞D(zhuǎn)的機械一發(fā)出異常音，首先就懷疑軸承并要取得軸承廠商的見解。如今各銷售部門的技術(shù)擔(dān)當(dāng)立即趕到顧客處，進行現(xiàn)場判斷和做磁帶錄音，從技術(shù)研究方面進行音的解析，給顧客以分析報告。因此，不能進行現(xiàn)場判斷時，就需要響應(yīng)的工夫和時間。自動診斷儀利用拾振器（測頭）對軸承的異常音能進行解析和判斷。[機能]

頻率分析時間波形

エンベロープ分析濾波處理[能診斷的聲音（振動）]

傷痕音（損傷零件的推斷）

bibili音（bibili零件的推斷）

保持器音（CK音）滾動體落下音40軸承的音響與振動5/9/2024軸承異音解析系統(tǒng)[解析]

問題音或振動的信號有拾振器接受，由軸承異音解析系統(tǒng)進行異常音有無的自動診斷。a）解析圖面b）自動診斷圖面圖20解析與診斷的圖面41軸承的音響與振動5/9/2024軸承振動與音響的測定儀軸承振動測定儀（安德魯儀）

安德魯儀是專為檢查裝配后的軸承振動品質(zhì)的測定儀。在軸承的外圈施加任意的軸向負荷，內(nèi)圈在一定的轉(zhuǎn)速（1800rpm）回轉(zhuǎn)，從軸承發(fā)生的徑向振動由拾振器檢出，將這個信號按頻率區(qū)域分成3份，由個頻段的儀表指示出來。同時由覆蓋全頻段的揚聲器，可聽到傷痕有無的聲音來判斷振動品質(zhì)的好壞。圖21是安德魯儀的外觀

圖21安德魯儀的外觀圖軸向負荷裝置表頭拾振器測定對象軸承42軸承的音響與振動5/9/2024軸承振動與音響的測定儀軸承音響測定儀（噪音計）麥克風(fēng)測定對象軸承軸向負荷圖22噪音的測定方法

滾動軸承的音的測定有專門的規(guī)定。圖22是噪音水準（聲音）的測定方法43軸承的音響與振動5/9/2024聲音（振動）的錄音注意點對顧客音（振動）問題錄音時，一下幾點需要注意：1處理顧客的音或振動問題一定要把握到位2有問題音（振動）時和沒有時，兩方面都要錄音的3測定條件（時間，顧客名，轉(zhuǎn)速，檢出器的安裝位置，負荷條件等）所有數(shù)據(jù)要記錄好，。但應(yīng)該將問題音作為重點4要將問題音和其他音能區(qū)分開來5改變回轉(zhuǎn)數(shù)6錄音機要用音樂用的好的錄音機，能互換使用的7錄音水準要適當(dāng)8在屋外要注意風(fēng)扇等的影響，（麥克風(fēng)的接收效果）9背景噪音要小10錄音結(jié)束要自己確認錄音的效果44軸承的音響與振動5/9/2024國內(nèi)對軸承振動影響因素的認識1.鋼球、內(nèi)、外套圈、保持架工作表面的尺寸公差、形位公差、表面質(zhì)量都將影響和產(chǎn)生軸承的噪音值。2.保持架、套圈和鋼球三種組成深溝球軸承的主要零件對軸承振動的影響程度是1：3：8的關(guān)系。3.軸承套圈外內(nèi)溝道和鋼球的波紋度對深溝球軸承振動的影響程度是1：2：5的關(guān)系。4.軸承套圈對軸承振動值影響的主要因素有溝道圓度、波紋度、表面粗糙度、溝曲率、溝道表面磕碰傷，其中影響最為嚴重的是溝道波紋度和表面粗糙度。

45軸承的音響與振動5/9/2024為降低噪音值企業(yè)所采取的一般作法1、大幅度的提高工序間技術(shù)條件要求，一般由P6級提高到P5級乃至P4級的技術(shù)要求，以確保工序間加工的軸承零件有足夠的精度儲備。2、大幅度增加零件的加工次數(shù)和遍數(shù)，如溝道分粗、細、精三遍磨削，溝道超精采用四遍超等方式。3、采用高精度的部件，直拌采用G5級成品球，降低鋼球?qū)φ駝又档挠绊懙确椒ā?、從大批量產(chǎn)品中挑選符合要求的產(chǎn)品。46軸承的音響與振動5/9/2024對這些做法的粗淺看法1、增加了工序間加工產(chǎn)品的難度，產(chǎn)品