機械工程師 2002.5
姜海彬 哈爾濱軸承集團公司，黑龍江 哈爾濱 150036

摘要：分別就軸承鋼球的精度缺陷和表面質量缺陷對軸承振動值的影響進行了分析，為進一步解決軸承振動噪聲問題奠定了基礎。
關鍵詞：波紋度；不圓度；表面完整性；振動值
中圖分類號：TH133.33??? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1002-2333（2002）05-0045-01

1 前言

在組成軸承的三大部件當中，套圈滾道和滾動體的幾何精度、表面質量對降低軸承的振動噪聲起著決定性的作用。在低噪音軸承中，對軸承鋼球的幾何精度和表面質量的要求比對套圈滾道的要求要高出一級。因此，提高軸承鋼球的幾何精度和表面質量是降低軸承振動噪聲的主要途徑。本文僅就鋼球的質量對軸承的振動噪聲的影響進行分析探討。

2 鋼球的幾何精度對鋼球單體振動值的影響

鋼球的幾何精度也叫球形精度，具體包括鋼球表面波紋度、棱圓度和批直徑變動量。

（1）鋼球表面波紋度反映了球表面在微觀上波峰波谷起伏不定的程度，起伏太大，將使鋼球的球形精度變差，在宏觀上的直接反映便是鋼球的單體振動值增大，而鋼球單體振動值的上升將直接造成合套后軸承整體振動噪聲的提高。試驗表明：隨著規(guī)格的不同，裝套軸承的單體振動值上升1 dB, 合套后軸承的振動噪聲要相應上升1~5 dB.

（2）鋼球的棱圓度又叫不圓度，書面叫法為球形誤差。不圓度大的鋼球，其單體振動值就高，最終合套后軸承的振動噪聲也高。

（3）鋼球的批直徑變動量是指同一批加工的鋼球當中，球與球之間由于參與研磨循環(huán)的次數(shù)不同而產(chǎn)生的直徑上的微小差異。在軸承滾道中均勻分布的各粒鋼球，隨著內套的高速轉動而承受著周期性的負荷，如果這時滾道中的各粒鋼球之間直徑上存在著哪怕是微小的差異，都會在軸承的內外套之間產(chǎn)生明顯的振動，這一點，在平時手感檢測軸承的振動時便會感受的到。

3 鋼球的表面完整性對鋼球單體振動值的影響

鋼球的表面完整性，亦即通常所說的鋼球的表面缺陷程度、表面粗糙度及其分布均勻程度和表面硬度均勻程度等三方面狀況的重要技術指標是影響鋼球動態(tài)性能的主要因素之一。

鋼球的表面質量缺陷是指在鋼球的加工過程中，由于設備精度、原材料質量、工裝調整等方面原因產(chǎn)生的表面上局部的極細微的材料缺損。按其形態(tài)的不同，可分為點子、群點、劃條和擦傷等四類。點子即鋼球表面上的點狀缺損；群點指鋼球表面上某處緊密聚集在一起的若干點狀缺損；劃條是指鋼球表面上隨機分布的長短不一的細直線狀缺損；擦傷則是指鋼球表面上一組排列方向一致的短細直線狀缺損。研究表明：在目前的加工條件下，鋼球表面質量缺陷是不可避免的，只是輕重程度不同而已。比如，表面上點子缺陷程度嚴重的鋼球，其單體振動值比沒有點子缺陷的鋼球要高出3 dB；表面上劃條較重的鋼球，其單體振動值要比表面基本無劃條的鋼球高出2 dB左右；而表面擦傷較重的鋼球，其單體振動值要比無擦傷的鋼球高出4 dB左右。而具有這三種較重表面缺陷的鋼球分別裝套后的軸承，他們的振動噪聲則比對照組的軸承（用基本沒有這三種表面缺陷的鋼球裝配的軸承）高出很多；有點子缺陷的，高出3.9 dB；有擦傷缺陷的，高出4.7 dB；有劃條缺陷的，高出2.5 dB。

通過上述分析，我們從原理上基本弄清了該如何從工藝上改進鋼球的動態(tài)性能以最終解決合套后軸承的振動噪聲問題。