【進口軸承專家】軸承的振動與波紋度

  濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下軸承的振動與波紋度。

  振動與波紋度的關系

　　影響波紋度的原因很多，主要是取決于磨削過程中的振動大小，振動力越大，則產生的振幅亦大。隨著振幅的增大，波紋度的波度值亦增大，波度值與振動體的振幅是成正比的。

　　為了找出產生振動的原因，首先要測量出波紋數，然后就可以計算振動體是哪一種。它們之間關系是：　

  N振=aN工件 　

  式中 N振—振動體每分鐘轉數 

　　N工件—工件的每分鐘轉數 

      a— 工件在一個圓上的波紋數

  振動產生的原因及消除方法

　　磨床在磨削過程中，主要產生強迫振動、自激振動和自由振動。強迫振動約占60%以上，自激振動約占30%左右，其余是自由振動。 

  一、強迫振動

　　強迫振動產生的原因很多，但是由于強迫振動所引起的振動頻率往往是等于或成倍等于振動體本身的頻率，所以很容易找出振源，并加以消除。 

　　1、由于砂輪不平衡所引起的 

　　（1）砂輪在粗修以前要進行一次靜平衡，粗修后再進行一次靜平衡，然后再進行精修砂輪。 

　　（2）在安裝砂輪時，應注意使砂輪法蘭盤和錐孔垂直，使錐孔和主軸錐面的接觸良好，沙輪兩面要墊同樣厚度的紙片，以免由于安裝不良而引起砂輪的不平衡。  

　　（3）在停止磨削、關閉冷卻液后，應繼續讓砂輪空轉5~7分鐘，靠離心力去掉砂輪上殊余冷卻液。否則機床停止一定時間以后，殊余的冷卻液都凝固在砂輪的下部，再重新開動機床時，砂輪就不平衡了。 

　　（4）因為砂輪內部組織不均勻，即使原來平衡好的砂輪，在使用過程中也會產生新的不平衡，因此最好采用一種在磨削過程中的自動平衡裝置。 

　　2、由于砂輪內部結合強度大小不一引起的 

　　砂輪在磨削過程中，由個結合強度不一樣，引起磨粒脫落的快慢速度亦不一樣，砂輪結合強度大的部分，磨粒不易脫落，產地局部鈍化。砂輪本身自然形成波紋狀態，在磨削過程中也會引起振動。 

　　3、由了電動機振動的影響 

　　（1）電動機的轉子、皮帶輪等轉動件不平衡也會引起振動，因此必須仔細進行動平衡，最好把電動機的振幅降低到5μ左右。 

　　（2）電動機上滾動軸承質量較差會引起振動，因此應把普通品軸承換成精密品軸承。 

　　（3）已經采取過措施的電動機，仍然有振動。因此在機床安裝處要用硬橡皮或消振裝置把它隔離開。 

　　4、由于高速回轉引起的零件的不平衡 

高速回轉造成零件不平衡的原因主要有：

　　（1）零件的材料密度不均勻，鑄件毛坯質量不好，如皮帶輪上有雜質和氣孔； 

　　（2）零件形狀不規則，如有凸肩、孔、鍵槽和緊固零件等； 

　　（3）固定在一起回轉的零件其重心不在回轉中心上。

　　由于不平衡所引起的慣性力，對機床振動的影響是非常大的，不平衡的偏心力與角速度的平方成正比。其計算公式為：  

　　P=Mω2，P=G/g•（πn/30）2P 

　　式中 G——轉動零件的重量（公斤） 

　　g——重力加速度（米/秒2） 

　　P——重心偏移距離（米） 

　　ω——轉動零件的角速度（弧度/秒） 

　　M——回轉零件的質量 

　　N——回轉零件每分鐘轉數 　 

　　為了消除回轉零件的不平衡，不僅要精心設計和制造，而且在使用中要進行認真的平衡。一般平衡方法有兩種：一種是靜平衡，適用于長度和直徑的比值（L/D）小于3以下的零件；一種是動平衡，適用于長度和直徑的比值大于3以上的零件。

5、由于轉動零件所引起的

　　（1）齒輪精度不好，如齒距不等，漸開線齒型誤差和節圓振擺誤差等。由于以上原因而產生的振動，就形成了復雜振動，為了消除這種振動，必須提高齒輪制造精度，特別是圓周速度較高的齒輪。 

　　（2）皮帶不能調整過緊，最好采用皮革、絲織和壓膠的無接頭平皮革，因為它們具有很好的減振作用，它為三角皮帶振動的十分之一或者更小些。在選擇三角皮帶時，應注意其質量，如厚度、寬窄、撓性等要一致。皮帶輪應盡量采用卸荷式的，以減小主軸撓曲。  

　　（3）回轉的主軸所用的軸承精度不高，由于滾道壁厚差、波紋度、不圓度和滾動體的尺寸差等而引起振動。因此，要選用精度高的軸承。 

　　6、由于工作臺運動時所產生的慣性力引起的

　　（1）工作臺換項時的沖擊振動，如擺頭磨床要提高擺動系統的精度。 　 

　　（2）進給工作慢速移動時產生的爬行也會形成振動。因此，要提高滾動導軌的精度，提高絲桿、絲母的精度，必要時可采用靜壓導軌。 

　　7、機床鋼性結構不夠引起的振動 

　　磨床上的有些部件如主軸、軸承和床身等剛度不夠時，也會產生振動。為得到足夠的剛性，有的把滾動軸承改裝成靜壓軸承。

二、自激振動

　　自激振動是由于磨削過程中本身所引起的。磨削時產生的自激振動過程的原理，在不穩定的磨削時產生的一個周期性交變的磨削力分力P，它作用在機床系統上，并引起振動Y，而Y又反過來影響交變力P。兩個基本部分之間相互作用，使產生的振動變得很復雜。  

　　波紋度也與工藝規范的選擇有關，砂輪架進刀速度加快，磨削抗力會增加，砂輪軸的振幅就增大，導致波度值也增加。波紋度不僅決定于砂輪軸的振幅，還與砂輪的性質、粘合強度以及砂輪修正好壞有關。因為砂輪表面的變化，會引起磨削抗力的變化，這對波紋度是有影響的。 

　　總之，強迫振動始終是存在的，其關鍵是如何找到振源，進而減小振動。自激振動與強迫振動正好相反，這種振動或者是完全不發生——穩定磨削；或者是發生并且很快使振幅增大——不穩定磨削。因此，工藝部門和操作者要創造條件，使其不產生自激振動或者盡量減小自激振動。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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