滾動軸承零件的圓度和波紋度

1、滾動軸承零件的圓度和波紋度測量標準研究鐘小濱馬潤梅【摘要】本文對JBT66421993《滾動軸承零件圓度誤差測量及評定方法》的修訂提出了理論依據(jù)和修訂方法。闡述了圓輪廓波紋度的定義和圓度波紋度與軸承振動的關(guān)系，提出了圓度波紋度測量數(shù)據(jù)處理的研究方向。【關(guān)鍵詞】圓度；波紋度；振動Investigatefmeasurementstardofroundnesswavinessofrollingbearingparts1993年國家公布了中華人

2、民共和國機械行業(yè)標準《滾動軸承零件圓度誤差測量及評定方法》JBT66421993。在這個標準中定義了2～15upr或2～50upr的頻率響應(yīng)范圍的圓度測量標準，沒有圓輪廓的波紋度定義，而且僅規(guī)定了圓度的峰谷值計算方法，換句話說，僅包含了輪廓的基本信息。隨著我國軸承事業(yè)的迅猛發(fā)展，精密軸承、低噪聲軸承的產(chǎn)量越來越大，僅有圓度的定義已不能滿足軸承檢測的需要。軸承生產(chǎn)廠家和用戶需要知道比圓度波數(shù)更高的波對軸承振動有何影響，同樣的圓度值不同的波

3、形對軸承振動的影響如何。因此有必要對JBT66421993進行修訂和補充，以適應(yīng)精密軸承和低噪音軸承檢測的需要。在補充修訂新的標準中應(yīng)遵循哪些原則，筆者認為下述兩個原則最為重要。首先，大力開發(fā)低噪音、高品質(zhì)的軸承，是我國軸承工業(yè)目前的戰(zhàn)略目標之一，軸承降噪技術(shù)是其中的重點。軸承的內(nèi)外圈和鋼球的圓度波紋度是影響軸承噪聲主要因素之一?？刂戚S承的內(nèi)外圈和鋼球的圓度波紋度以及其中所有波數(shù)的幅值，是控制軸承噪聲的一個重要手段。因此，有必要根據(jù)圓度

4、波紋度與振動的關(guān)系制定圓度波紋度標準。以往用模擬式電氣系統(tǒng)計算圓度，僅能給出圓度輪廓的峰谷值。無法對其中波成分進行分析。這樣，不利于分析圓度不好的工藝成因。而近年來興起的計算機處理技術(shù)，可以很好的解決這個問題。通過計算可將圓度輪廓頻譜展開，給出每一個波成分的幅值。以便技術(shù)人員進行工藝分析，改善加工工藝。通過對一些廠家調(diào)研證明，這是一條可行之路。此外，從長遠的角度看，計算機應(yīng)用于測量儀器，可以實現(xiàn)許多其它儀器不易實現(xiàn)的計算及輔助分析功能，

5、是發(fā)展趨勢，其技術(shù)優(yōu)勢是明顯的。有必要在技術(shù)標準中確立其地位。根據(jù)上述原則，筆者認為需要首先對圓輪廓的波紋度給出一個定義。根據(jù)國家標準，在平面測量中隨機或周期性偏離理想曲線的表面不平度，且高于粗糙度的部分即為波紋度。筆者認為：在平面測量中，沒有封閉曲線測量中波數(shù)的概念，不用考慮封閉曲線中的角度，旋轉(zhuǎn)等特性，其定義是廣泛的。但在軸承零件測量中，已經(jīng)將2～15upr或2～50upr定義為圓度，其定義范圍相當于平面測量中形狀誤差，其后到粗糙度

6、之前的一段波范圍沒有明確的定義，只有一個15～500upr的密波的概念，但圓表2外溝圓度波數(shù)與軸承振動頻率的關(guān)系表3鋼球圓度波數(shù)與軸承振動頻率的關(guān)系由圖表可以看出以下幾個特點：1、軸承振動頻率與圓度波數(shù)成正比關(guān)系。2、同一軸承相同波數(shù)的內(nèi)溝、外溝、鋼球引起的軸承振動的頻率是不同的，其中內(nèi)溝最高，鋼球其次，但相差不大，外溝最低，相差較大。3、不同的軸承的相同波數(shù)的內(nèi)溝、外溝、鋼球引起的軸承振動的頻率也是不同的。4、過高的波數(shù)引起的軸承振動

7、的頻率將超出測振儀的10kHz測量上限。對軸承振動測量影響不大。對比國家圓度標準GBT7234—1987、GBT7235—1987對圓度波數(shù)的定義，可以發(fā)現(xiàn)軸承測振儀的低頻段（50～300Hz），中頻段（300～1800Hz），高頻段（1800～10kHz）與圓度2～15，2～50個波沒有對應(yīng)關(guān)系。換句話說，相同波數(shù)的不同軸承的振動頻率是不同的。用相同的波數(shù)范圍定義不同的軸承的圓度波紋度不能很好地反映軸承的振動頻率特性?？紤]到目前廠家使

8、用的各種圓度儀、測振儀均不具備針對不同軸承進行波數(shù)—頻率分析功能，以及許多廠家仍使用模擬計算型圓度儀，沒有數(shù)據(jù)分析能力，筆者認為可以沿用GBT7234—1987、GBT7235—1987的圓度標準。并將波數(shù)范圍擴展，其擴展的波數(shù)范圍，定義為圓輪廓波紋度。其最大波數(shù)的確定應(yīng)以引起軸承10KHz振動頻率為上限。依據(jù)這個原則，可以定義了兩種波紋度的波數(shù)范圍，即15～150upr，15～250upr。是考慮到對于鋼球和內(nèi)溝測量來講，150個波可