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[摘 要]影响深沟球轴承振动的因素很多如：轴承套圈沟道表面粗糙度、圆度、波纹度、套圈清洁度等，其中沟道波纹度对轴承振动影响最大，其次是圆度和表面粗糙度；而滚动体表面的几何精度对轴承振动影响也是很大，在这里对影响轴承振动的诸多因素进行浅析。。
[关键词]表面粗糙度；波纹度；套圈圆度；套圈清洁度
中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0147-02
1 前言
在日常的生产过程中，影响成品质量最大的是振动，而影响振动的因素很多，有许多外在因素由于分厂无法对其进行检验和控制，如钢球质量、套圈波纹度无法测量等，现对影响振动的诸多因素进行逐一分析。
2 轴承振动的形成
轴承在工作状态下，内圈在随主轴转动的同时，钢球一方面随同保持架绕轴承公共轴线公转，一方面绕球心自转，外圈在轴向力的作用下静止不动。若内沟道在其与钢球接触点区域内有缺陷，每个钢球通过缺陷点时都会产生位移，同时导致轴承内一系列钢球都产生相应的位移，由此产生的振动传递给外圈，使外圈产生相应的振动。同样，若外圈沟道在其与钢球接触点区域内有缺陷，每个钢球通过时也产生位移，并形成振动。若钢球表面上有缺陷时，内外沟道与钢球缺陷接触时，同样产生振动。上述几种缺陷在轴承中总是存在，可大可小，并且有时不是单一缺陷，可能是几个缺陷随机组合。因此轴承运转时总是要产生振动，并且有时是几种振动的合成，由此形成的噪声也不同。
2.1 理想状态下的振动波形
轴承内外沟道及钢球表面无任何缺陷；润滑脂等外界客观条件良好；相对运动零件接触点间无滑动，只有钢球与内外沟道接触区域的
弹性变形及钢球滚动时与油脂之间磨擦产生的频率很高、振幅很小的振动，用S0910—Ⅱ测振仪测振时，通过音箱可听见一种平稳、轻微柔和的“沙沙”噪声。示波器的波形为频率较高，波高整齐，波幅较小，类似于表面粗糙度的波形（见图1）。如产生嗡嗡声、锯齿声等各种刺耳的尖叫声，呈周期的或非周期的其他声音。用S0910—Ⅱ测振仪测振时，示波器所显示的波形（见图2）。
2.2 构成噪声的几种生源
（1）滚动摩擦声。滚动体在沟道内滚动摩擦时产生声音，是轴承的基本声。
（2）滑动摩擦声。滚动体或套圈与保持架之间时断时续的滑动摩擦声。
（3）冲击振动声。工作表面有伤痕或者缺陷，在转动时引起碰击声。各种污物、尘埃混入滚动工作表面，产生摩擦和冲击声。
3 振动产生的原因
深沟球轴承的沟道几何形状误差对轴承的旋转精度、振动噪声有很大的影响，无论机械设备加工精度有多高，轴承零件表面几何形状都不会是一个理想的形状，使轴承内套、外套、钢球表面上形成一些缺陷。如轴承各个滚动面上的圆度、波纹度、粗糙度、沟曲率不圆度等加工缺陷。由于这些或大或小，且不是单一的，而是几种随机组合的加工缺陷的存在，当轴承旋转时，轴承就会产生振动和噪声。
3.1 滚道圆度对轴承振动和噪声的影响
内、外沟道的圆度形状和大小对轴承的振动与噪音有着较大的影响。当内圈与保持架引导钢球旋转时，由于内、外圈沟道圆度误差的存在，滚动体钢球的运动的轨迹不是一个理想的圆形轨迹，而是依据于内、外滚道的形状作不规则的圆周运动，从而使轴承产生振动与噪声。
外套滚道形状一般有椭圆形、花瓣形、鸭梨形、弯豆形、葫芦形等（见图3圆度图片）。内套滚道形状基本为椭圆形。
由于用测振仪测量轴承振动值时，被测轴承外圈端面通过加载装置的三只橡皮爪施加一定的轴向负荷。三只橡皮爪相对外圈中心互成120度布置。传感器的测头安装与轴承外径的上方处于两橡皮爪分开的中间（见图4）位置。当外圈转动调换测量位置时，外圈的缺陷位置相对橡皮爪的位置也随之变化，缺陷位置离橡皮爪的位置近时，由于外圈受到橡皮爪抑制，所以由缺陷引起的振动的影响就小，反之离橡皮爪的位置远时，橡皮对外圈的抑制减小，所以由缺陷引起的振动影响就大。另外从传感器拾到对振动信号的强弱来讲，当缺陷在b1位置时，每个钢球通过b1点球心位置都会发生相对变化，引起外圈产生径向位移，传感器正好在b1点上方的即可拾到振动信号。当缺陷点在b2、b3或b4点的位置时，每个钢球通过时同样会使外圈产生振动，但由于传感器相对外圈外径只能定点定向测振，而传感器拾到的振动信号的强弱，除受介质阻尼衰减的影响外，还受振源产生振动的方向振动传播方向的影响，b3处传感器拾到信号最弱b2、b4点其次。
3.2 表面粗糙度对轴承振动和噪音的影响
零件加工表面上具有较小间距和微小峰谷，它对轴承的性能如：灵活性、噪声、振动、抗腐蚀能力有着直接的影响。因此表面粗糙度是评定轴承质量的重要指标之一。表面粗糙度也不是越精越细越好，表面粗糙度过于精细，制造成本增加，更重要的是不利于润滑油的贮存，反而使两工作表面间的摩擦系数加大，加剧摩擦磨损。当轴承加载运转，钢球与滚道两表面接触时，会排挤出其间的润滑油，使两表面直接接触，难以形成油膜，使轴承振动与噪声更加显著。故应选择一定的表面粗糙度数值，使摩擦磨损接近最小值，内圈沟道控制在Ra0.08um以内，外圈沟道控制在Ra0.125um以内。
3.3 工作表面的伤痕引起的振动
零件工作表面存在卡碰伤或其他缺陷，引起冲击是造成振动和噪音的直接原因。特别是内圈沟道，由于沟道外露，在内径、内沟工序加工时产生的轻微卡、碰伤在精研工序时，有的能够研掉，严重的将无法去除，但是卡，碰伤的高点已经被研掉，手感和振动质量影响不太明显，但是精研、装前检查、游隙合套等转序搬运过程中人为所造成的卡碰伤将无法去除，特别是卡碰伤与沟道圆周方向形成一定角度时，手感、振动质量最差。各序在加工时特别注意轻拿轻放，序序摆活。特别在装配合套游隙分选时，内、外圈沟道分选仪器D913和D022压点是合金材料，与沟道接触时特别是外圈分选时需要旋转一周以上，压点与沟道接触后形成划痕，针对此问题，我把压点材料改进为尼龙材料，由于尼龙材料材质比套圈材质较软，分选旋转时沟道不宜产生划痕，经过试验证明效果非常明显，此改进已在分厂全面进行推广，现以6308轴承为例，对内圈沟道卡伤位置对手感、振动的影响进行分析比对，具体数据见表1（100套）。
从表1数据可以看出，内圈沟道不同部位卡伤对轴承手感、振动影响十分明显，在各序加工时需特别注意，轻拿轻放，序序摆活，避免在转序时出现卡碰伤。
4 结束语
通过以上对产生轴承振动原因的因素进行逐一分析，可以看出，除分厂无法控制的因素外，只要对生产的各个环节进行严格控制，严格按工艺流程进行加工，不违反操作规程和工艺纪律，在制品序序摆放，轴承手感和振动值可以在很大程度上提升。
[关键词]表面粗糙度；波纹度；套圈圆度；套圈清洁度
中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0147-02
1 前言
在日常的生产过程中，影响成品质量最大的是振动，而影响振动的因素很多，有许多外在因素由于分厂无法对其进行检验和控制，如钢球质量、套圈波纹度无法测量等，现对影响振动的诸多因素进行逐一分析。
2 轴承振动的形成
轴承在工作状态下，内圈在随主轴转动的同时，钢球一方面随同保持架绕轴承公共轴线公转，一方面绕球心自转，外圈在轴向力的作用下静止不动。若内沟道在其与钢球接触点区域内有缺陷，每个钢球通过缺陷点时都会产生位移，同时导致轴承内一系列钢球都产生相应的位移，由此产生的振动传递给外圈，使外圈产生相应的振动。同样，若外圈沟道在其与钢球接触点区域内有缺陷，每个钢球通过时也产生位移，并形成振动。若钢球表面上有缺陷时，内外沟道与钢球缺陷接触时，同样产生振动。上述几种缺陷在轴承中总是存在，可大可小，并且有时不是单一缺陷，可能是几个缺陷随机组合。因此轴承运转时总是要产生振动，并且有时是几种振动的合成，由此形成的噪声也不同。
2.1 理想状态下的振动波形
轴承内外沟道及钢球表面无任何缺陷；润滑脂等外界客观条件良好；相对运动零件接触点间无滑动，只有钢球与内外沟道接触区域的
弹性变形及钢球滚动时与油脂之间磨擦产生的频率很高、振幅很小的振动，用S0910—Ⅱ测振仪测振时，通过音箱可听见一种平稳、轻微柔和的“沙沙”噪声。示波器的波形为频率较高，波高整齐，波幅较小，类似于表面粗糙度的波形（见图1）。如产生嗡嗡声、锯齿声等各种刺耳的尖叫声，呈周期的或非周期的其他声音。用S0910—Ⅱ测振仪测振时，示波器所显示的波形（见图2）。
2.2 构成噪声的几种生源
（1）滚动摩擦声。滚动体在沟道内滚动摩擦时产生声音，是轴承的基本声。
（2）滑动摩擦声。滚动体或套圈与保持架之间时断时续的滑动摩擦声。
（3）冲击振动声。工作表面有伤痕或者缺陷，在转动时引起碰击声。各种污物、尘埃混入滚动工作表面，产生摩擦和冲击声。
3 振动产生的原因
深沟球轴承的沟道几何形状误差对轴承的旋转精度、振动噪声有很大的影响，无论机械设备加工精度有多高，轴承零件表面几何形状都不会是一个理想的形状，使轴承内套、外套、钢球表面上形成一些缺陷。如轴承各个滚动面上的圆度、波纹度、粗糙度、沟曲率不圆度等加工缺陷。由于这些或大或小，且不是单一的，而是几种随机组合的加工缺陷的存在，当轴承旋转时，轴承就会产生振动和噪声。
3.1 滚道圆度对轴承振动和噪声的影响
内、外沟道的圆度形状和大小对轴承的振动与噪音有着较大的影响。当内圈与保持架引导钢球旋转时，由于内、外圈沟道圆度误差的存在，滚动体钢球的运动的轨迹不是一个理想的圆形轨迹，而是依据于内、外滚道的形状作不规则的圆周运动，从而使轴承产生振动与噪声。
外套滚道形状一般有椭圆形、花瓣形、鸭梨形、弯豆形、葫芦形等（见图3圆度图片）。内套滚道形状基本为椭圆形。
由于用测振仪测量轴承振动值时，被测轴承外圈端面通过加载装置的三只橡皮爪施加一定的轴向负荷。三只橡皮爪相对外圈中心互成120度布置。传感器的测头安装与轴承外径的上方处于两橡皮爪分开的中间（见图4）位置。当外圈转动调换测量位置时，外圈的缺陷位置相对橡皮爪的位置也随之变化，缺陷位置离橡皮爪的位置近时，由于外圈受到橡皮爪抑制，所以由缺陷引起的振动的影响就小，反之离橡皮爪的位置远时，橡皮对外圈的抑制减小，所以由缺陷引起的振动影响就大。另外从传感器拾到对振动信号的强弱来讲，当缺陷在b1位置时，每个钢球通过b1点球心位置都会发生相对变化，引起外圈产生径向位移，传感器正好在b1点上方的即可拾到振动信号。当缺陷点在b2、b3或b4点的位置时，每个钢球通过时同样会使外圈产生振动，但由于传感器相对外圈外径只能定点定向测振，而传感器拾到的振动信号的强弱，除受介质阻尼衰减的影响外，还受振源产生振动的方向振动传播方向的影响，b3处传感器拾到信号最弱b2、b4点其次。
3.2 表面粗糙度对轴承振动和噪音的影响
零件加工表面上具有较小间距和微小峰谷，它对轴承的性能如：灵活性、噪声、振动、抗腐蚀能力有着直接的影响。因此表面粗糙度是评定轴承质量的重要指标之一。表面粗糙度也不是越精越细越好，表面粗糙度过于精细，制造成本增加，更重要的是不利于润滑油的贮存，反而使两工作表面间的摩擦系数加大，加剧摩擦磨损。当轴承加载运转，钢球与滚道两表面接触时，会排挤出其间的润滑油，使两表面直接接触，难以形成油膜，使轴承振动与噪声更加显著。故应选择一定的表面粗糙度数值，使摩擦磨损接近最小值，内圈沟道控制在Ra0.08um以内，外圈沟道控制在Ra0.125um以内。
3.3 工作表面的伤痕引起的振动
零件工作表面存在卡碰伤或其他缺陷，引起冲击是造成振动和噪音的直接原因。特别是内圈沟道，由于沟道外露，在内径、内沟工序加工时产生的轻微卡、碰伤在精研工序时，有的能够研掉，严重的将无法去除，但是卡，碰伤的高点已经被研掉，手感和振动质量影响不太明显，但是精研、装前检查、游隙合套等转序搬运过程中人为所造成的卡碰伤将无法去除，特别是卡碰伤与沟道圆周方向形成一定角度时，手感、振动质量最差。各序在加工时特别注意轻拿轻放，序序摆活。特别在装配合套游隙分选时，内、外圈沟道分选仪器D913和D022压点是合金材料，与沟道接触时特别是外圈分选时需要旋转一周以上，压点与沟道接触后形成划痕，针对此问题，我把压点材料改进为尼龙材料，由于尼龙材料材质比套圈材质较软，分选旋转时沟道不宜产生划痕，经过试验证明效果非常明显，此改进已在分厂全面进行推广，现以6308轴承为例，对内圈沟道卡伤位置对手感、振动的影响进行分析比对，具体数据见表1（100套）。
从表1数据可以看出，内圈沟道不同部位卡伤对轴承手感、振动影响十分明显，在各序加工时需特别注意，轻拿轻放，序序摆活，避免在转序时出现卡碰伤。
4 结束语
通过以上对产生轴承振动原因的因素进行逐一分析，可以看出，除分厂无法控制的因素外，只要对生产的各个环节进行严格控制，严格按工艺流程进行加工，不违反操作规程和工艺纪律，在制品序序摆放，轴承手感和振动值可以在很大程度上提升。