滚动轴承零件的圆度和波纹度测量标准研究

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1、滚动轴承零件的圆度和波纹度测量标准研究钟小滨马润梅【摘要】本文对JB/T6642-1993《滚动轴承零件圆度误差测量及评定方法》的修订提出了理论依据和修订方法。阐述了圆轮廓波纹度的定义和圆度波纹度与轴承振动的关系，提出了圆度波纹度测量数据处理的研究方向。【关键词】圆度；波纹度；振动Investigateformeasurementstandardofroundnessandwavinessofrollingbearingparts1993年国家公布了中华人民共和国机械行业标准《滚动轴承零件圆度误差测量及评定方法》JB/T6642-199

2、3。在这个标准中定义了2～15upr或2～50upr的频率响应范围的圆度测量标准，没有圆轮廓的波纹度定义，而且仅规定了圆度的峰谷值计算方法，换句话说，仅包含了轮廓的基本信息。随着我国轴承事业的迅猛发展，精密轴承、低噪声轴承的产量越来越大，仅有圆度的定义已不能满足轴承检测的需要。轴承生产厂家和用户需要知道比圆度波数更高的波对轴承振动有何影响，同样的圆度值不同的波形对轴承振动的影响如何。因此有必要对JB/T6642-1993进行修订和补充，以适应精密轴承和低噪音轴承检测的需要。在补充修订新的标准中应遵循哪些原则，笔者认为下述两个原则最为重要

3、。首先，大力开发低噪音、高品质的轴承，是我国轴承工业目前的战略目标之一，轴承降噪技术是其中的重点。轴承的内外圈和钢球的圆度波纹度是影响轴承噪声主要因素之一。控制轴承的内外圈和钢球的圆度波纹度以及其中所有波数的幅值，是控制轴承噪声的一个重要手段。因此，有必要根据圆度波纹度与振动的关系制定圆度波纹度标准。以往用模拟式电气系统计算圆度，仅能给出圆度轮廓的峰谷值。无法对其中波成分进行分析。这样，不利于分析圆度不好的工艺成因。而近年来兴起的计算机处理技术，可以很好的解决这个问题。通过计算可将圆度轮廓频谱展开，给出每一个波成分的幅值。以便技术人员进

4、行工艺分析，改善加工工艺。通过对一些厂家调研证明，这是一条可行之路。此外，从长远的角度看，计算机应用于测量仪器，可以实现许多其它仪器不易实现的计算及辅助分析功能，是发展趋势，其技术优势是明显的。有必要在技术标准中确立其地位。根据上述原则，笔者认为需要首先对圆轮廓的波纹度给出一个定义。根据国家标准，在平面测量中随机或周期性偏离理想曲线的表面不平度，且高于粗糙度的部分即为波纹度。笔者认为：在平面测量中，没有封闭曲线测量中波数的概念，不用考虑封闭曲线中的角度，旋转等特性，其定义是广泛的。但在轴承零件测量中，已经将2～15upr或2～50upr

5、定义为圆度，其定义范围相当于平面测量中形状误差，其后到粗糙度之前的一段波范围没有明确的定义，只有一个15～500upr的密波的概念，但圆度之后的一段频率更高的波的确会对轴承的振动特性产生影响，因此有必要对这一段波给出一个明确地定义，以便更全面的测量和评价被测工件轮廓的品质。相对应国家标准，笔者提出将这一段波的所有波的集合定义为滚动轴承内（滚）沟、外（滚）沟和钢球（滚子）的波纹度。有了基本定义，接下来的问题就是如何划分波纹度的波数范围。以往许多圆度仪均有15～500upr这一圆度密波的波段，一些技术人员认为这就是波纹度。编者通过计算分析后

6、认为，如果用这一概念定义波纹度，相对于滚动轴承来说，过于宽泛。根据前述第一条编制原则，笔者应用下述公式计算圆度波纹度中波数与轴承振动频率的关系，用以确定测振仪高、中、低波段对应内外圈和钢球波数。其中：Fit、Fet、Fwt分别为内沟、外沟、钢球的引起的轴承振动频率Z为钢球数T为圆度波纹度波数n为轴承工作频率，本文设定内径65mm及以下的轴承为25Hz（1500rpm），65mm以上的为16.67Hz（1000rpm）。分别与中小型及大型轴承测振仪的转速一致。Dw为钢球直径Dm为钢球中心径a为轴承接触角编者根据上述公式分别计算了100、2

7、00、300、400系列深沟球轴承的振动频率与内沟、外沟、钢球波数的对应关系。表1、2、3分别列出200系列的振动频率与内沟、外沟、钢球波数的计算图谱表1内沟圆度波数与轴承振动频率的关系表2外沟圆度波数与轴承振动频率的关系表3钢球圆度波数与轴承振动频率的关系由图表可以看出以下几个特点：1、轴承振动频率与圆度波数成正比关系。2、同一轴承相同波数的内沟、外沟、钢球引起的轴承振动的频率是不同的，其中,内沟最高，钢球其次，但相差不大，外沟最低，相差较大。3、不同的轴承的相同波数的内沟、外沟、钢球引起的轴承振动的频率也是不同的。4、过高的波数引起

8、的轴承振动的频率将超出测振仪的10kHz测量上限。对轴承振动测量影响不大。对比国家圆度标准GB/T7234—1987、GB/T7235—1987对圆度波数的定义，可以发现轴承测振仪的低频段（50～300Hz