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摘??要：本文論述了滾動軸承（以下簡稱軸承）振動、噪聲和異音測試系統(tǒng)技術(shù)（BVT+BANT），介紹了我中心根據(jù)此技術(shù)研制的BVT系列軸承振動（速度）測量儀和BANT系列軸承異音測量儀。該測試系統(tǒng)1985年經(jīng)原機(jī)械工業(yè)部鑒定，其主要性能指標(biāo)達(dá)到國外同類儀器的先進(jìn)水平。該測試系統(tǒng)自問世以來，經(jīng)過近二十年的推廣，已有近二千臺套被一千余家國內(nèi)外用戶采用，深受用戶好評。廣泛適用于軸承生產(chǎn)企業(yè)對軸承振動的檢測以及家電、電機(jī)、機(jī)床、冶金、紡織、石化等軸承用戶對軸承產(chǎn)品的驗(yàn)收，也適合大專院校和科研單位對軸承振動的分析與研究。本文同時(shí)介紹了由我中心制定的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
1??引言
隨著家電等行業(yè)對軸承振動、噪聲和異音要求的不斷提高，對軸承振動、噪聲和異音的控制、檢測以及評定已成為各軸承及軸承用戶企業(yè)越來越關(guān)注的問題。本文結(jié)合BVT系列軸承振動（速度）測量儀和BANT系列軸承異音測量儀來著重討論軸承振動、噪聲和異音測試的有關(guān)技術(shù)問題。
2??軸承振動與噪聲測試
2.1軸承振動與噪聲的概念
軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，除軸承零件間的一些固有的、由功能所要求的運(yùn)動以外的其他一切偏離理想位置的運(yùn)動均稱為軸承振動。
當(dāng)滾動軸承的振動傳播到輻射表面，振動能量轉(zhuǎn)換成壓力波，經(jīng)空氣介質(zhì)再傳播出去即為聲輻射。其中20—20000Hz部分為人耳可接收到的聲輻射，即為滾動軸承噪聲。
滾動軸承噪聲測量應(yīng)在特殊的消音室內(nèi)進(jìn)行，消音室的背景噪聲較低，可以把軸承噪聲和環(huán)境噪聲區(qū)分開來，但其建造成本高，且不能在現(xiàn)場測試。滾動軸承的振動是產(chǎn)生噪聲的主要根源，與噪聲表現(xiàn)為強(qiáng)相關(guān)特征，因此一般用振動測量代替噪聲測量。
2.2?BVT系列軸承振動（速度）測量儀測試原理
被測軸承的內(nèi)圈端面緊靠芯軸軸肩，并以某一恒定的規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，外圈不轉(zhuǎn)并承受一定的徑向或軸向載荷，用傳感器測頭攝取滾道中心截面與外圈外圓柱面相交線上的軸承外圈振動（速度）分量，將該徑向振動（速度）分量轉(zhuǎn)變成電信號并將該電信號輸入到測量放大系統(tǒng)，對其進(jìn)行信號處理并同步顯示軸承低、中、高三個(gè)頻段的徑向振動速度均方根值（μm/s）。
2.3?BVT系列軸承振動（速度）測量儀主要技術(shù)參數(shù)及性能特點(diǎn)
BVT系列軸承振動（速度）測量儀主要技術(shù)參數(shù)見表1，它與國內(nèi)原先使用的軸承振動測量儀相比具有以下特點(diǎn)：
⑴?速度型傳感器諧振頻率大于13kHz，能滿足50Hz—10000Hz頻段測試的要求。
⑵?液體動靜壓主軸旋轉(zhuǎn)精度高，啟動溫度低，隔振效果好，能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場使用。
⑶?測量電箱采用模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)，維修方便。
⑷?設(shè)有預(yù)置定值電路，可對軸承進(jìn)行快速篩選。
⑸?帶有揚(yáng)聲器，可對軸承噪聲進(jìn)行監(jiān)聽，同時(shí)可外接示波器，對振動異音波形進(jìn)行監(jiān)視。
⑹?自帶校準(zhǔn)電路，對測量放大器進(jìn)行校準(zhǔn)。
⑺?氣動軸向加載，快速、輕便。
⑻?三塊表頭同時(shí)顯示三個(gè)頻帶振動均方根值。
⑼?低、中、高及通頻帶均有輸出接口，可與其它儀器對接，對軸承振動作進(jìn)一步分析研究。
表1?BVT系列軸承振動（速度）測量儀主要技術(shù)參數(shù)
2.4?BVT系列軸承振動（速度）測量儀系統(tǒng)簡介
BVT系列軸承振動（速度）測量儀主要由傳感器、測量放大器、驅(qū)動主軸、加載器等系統(tǒng)部件組成。本文著重介紹傳感器和驅(qū)動主軸兩個(gè)系統(tǒng)（均獲國家專利）。
⑴?傳感器系統(tǒng)
傳感器系統(tǒng)由電動式傳感器和傳感器位置調(diào)整裝置兩部分構(gòu)成。傳感器將拾取到的軸承外圈徑向振動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?，其輸出的電信號與振動速度成正比。該傳感器具有靈敏度高、頻響寬等特點(diǎn)。傳感器位置調(diào)整裝置可調(diào)整傳感器在水平和垂直方向上的位置。
⑵?驅(qū)動主軸
采用新型液體動靜壓主軸，由370w電機(jī)通過多楔帶傳動，具有旋轉(zhuǎn)精度高，隔振效果好，壽命長等特點(diǎn)。
3??軸承異音測試
軸承異聲是軸承噪聲的一部分，它是指疊加在軸承基礎(chǔ)噪聲中的各種不悅耳的聲音。其種類很多，產(chǎn)生的原因也較多，如滾動表面磕碰傷、雜質(zhì)進(jìn)入滾動表面、引導(dǎo)表面配合不良以及保持架的振動、保持架與鋼球碰撞等等。目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)的軸承異聲檢測方法和規(guī)程。但從軸承振動波形來看，無異音和低噪聲軸承其波形都沒有起伏很大的尖峰脈沖，凡出現(xiàn)較大的尖峰脈沖時(shí)便就能聽到不悅耳的聲音，即常說的異音。BANT系列軸承異音測量儀就是根據(jù)這一原理來定量地測出軸承的異聲等級。
3.1?BANT系列軸承異音測量儀測試原理
BANT系列軸承異音測量儀與BVT系列軸承振動（速度）測量儀配套使用。它的輸入信號分別來自BVT系列軸承振動（速度）測量儀電箱的通頻帶和低、中、高頻帶輸出口。接近開關(guān)安裝在測振儀加載器后端，測試時(shí)，當(dāng)加載器向前接觸軸承瞬間，發(fā)出一個(gè)啟動脈沖，經(jīng)延時(shí)躲避加載時(shí)產(chǎn)生的沖擊脈沖，然后開始實(shí)時(shí)測量。采樣時(shí)間到，測試結(jié)果保持不變直到下一次啟動脈沖到來。對因軸承零件缺陷或油脂中的雜質(zhì)顆粒而引起的異音大小進(jìn)行判斷，也可用于評判低噪聲潤滑脂。
3.2?BANT系列軸承異音測量儀主要技術(shù)參數(shù)及性能特點(diǎn)
BANT系列軸承異音測量儀主要技術(shù)參數(shù)見表2，其性能特點(diǎn)如下：
⑴?能測量通頻帶（50Hz—10kHz）的最大峰值（Peak?value），有預(yù)置功能。
⑵?能記錄產(chǎn)生的異聲，幅值超過設(shè)定“閥值”的脈沖數(shù)（Pulse），有預(yù)置功能。有兩種設(shè)置脈沖閥值方式，可用于評選低異常聲潤滑脂。
⑶?能測量低、中、高頻帶的波峰因數(shù)（Crest?factor），有預(yù)置功能。
⑷?測量值超過預(yù)置值時(shí)自動發(fā)出聲光報(bào)警，便于生產(chǎn)線快速測量。
⑸?配置嵌入式示波器，能分頻段實(shí)時(shí)監(jiān)視異聲狀態(tài)。
表2?BANT系列軸承異音測量儀主要技術(shù)參數(shù)
4??相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定
在本領(lǐng)域，由全國滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出由我中心制定并已被批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)如下：
⑴?JB/T?5313—2001???滾動軸承?振動（速度）測量方法
⑵?JB/T?10187—2000???滾動軸承?深溝球軸承振動（速度）技術(shù)條件
⑶?JB/T?8922—1999???滾動軸承?圓柱滾子軸承振動（速度）技術(shù)條件
⑷?JB/T?10236—2001???滾動軸承?圓錐滾子軸承振動（速度）技術(shù)條件
5??相關(guān)測試技術(shù)
我中心根據(jù)實(shí)際需求以及發(fā)展趨勢，不斷完善和拓展新的關(guān)于滾動軸承振動、噪聲及異音的研究，目前已成功開發(fā)出與BVT系列軸承振動（速度）測量儀和BANT系列軸承異音測量儀配套使用的計(jì)算機(jī)測量分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)特點(diǎn)如下：
⑴?記錄并保存測試點(diǎn)各頻段的振動數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可在以后的分析中隨時(shí)調(diào)用。
⑵?振動數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，可顯示并可打印振動有效值、振動峰值、波峰因數(shù)和脈沖數(shù)等參數(shù)以及振動的三頻段時(shí)域和頻域波形。
另外，由我中心根據(jù)相關(guān)測試技術(shù)研制開發(fā)的儀器有：
⑴?BWT—2A型三波段波紋度測量儀，用于測量內(nèi)圈（內(nèi)徑5—100mm）、外圈（外徑22—200?mm）和滾動體（直徑3—50mm）的波紋振動速度有效值。其測量值與成品軸承振動值密切相關(guān)。
⑵?SBV—1型鋼球振動（速度）測量儀，示波器顯示鋼球振動時(shí)域波形。其測量值與成品軸承振動值密切相關(guān)。測試范圍：鋼球直徑：Φ3—Φ31mm。
⑶?GFD—1，2型潤滑脂過濾器，用于過濾潤滑脂中的機(jī)械雜質(zhì)，可有效降低軸承的振動和異音。過濾精度≤5μm。
6??結(jié)束語
目前，國內(nèi)軸承生產(chǎn)廠對滾動軸承振動的控制已取得了一定的成效，這主要得益于BVT系列滾動軸承振動（速度）測量儀和我中心制定的滾動軸承振動（速度）測量方法及技術(shù)條件等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用。但大批量生產(chǎn)的軸承振動穩(wěn)定性以及軸承噪聲控制方面與國外先進(jìn)的軸承生產(chǎn)企業(yè)的差距仍需引起我們的高度重視。