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深溝球軸承鋼球通過振動的特性分析
作者:瑞昊德  來源:濟南瑞昊德軸承有限公司  發表時間:2012-08-02 08:51:34  點擊:6357
     深溝球軸承鋼球通過振動產生的原因主要是軸承的徑向游隙和相鄰兩個鋼球之間的距離。從 (1)、(2)式可 以看 出:徑 向游 隙越大,鋼球的數 目越少,則軸系沿鉛直方向的位移量增加 ,振動越嚴重。當徑向游 隙 G,=0時,Rp=R,】=0,有 △=0。從(3)、(4)式來看,振動 的頻率與鋼球 的數 目和軸系的轉速有關,鋼球 的數 目越多,軸系的轉速越高 ,則振動的頻率越高。
  軸承內圈帶動鋼球在外圈一側的溝道里滾動,實際上相當于鋼球外接包絡圓各接點所連成的“直線多邊形”在外圈一側的溝道里滾動,形成了滾動軸承正常工作過程中的“多邊形效應”
  (見圖2)。此情形類似于套筒滾子鏈 的“多邊形效應”。徑向游隙越大,鋼球數量越少 ,多邊形的邊長相對增長 ,振動就會加劇。
  應當注意的是 ,在以上振動位移量和頻率的計算公式推導 中,忽略了鋼球與外圈溝道接觸的彈性變形,這表明,載荷越輕 ,振動越顯著。反之 ,隨著載荷的增大,外圈溝道與鋼球接觸的彈性變形將增加 ,承載區的鋼球的數 目也增多 ,此振動將會減輕直至消失。當承載區擴展到外圈溝道半圈以上 ,并且同時接觸的鋼球數 目超過 3個以上時 ,軸系振動將基本消失。
  因為此時,重載時產生 的接觸彈性變形使得過各接觸點所作的鋼球外接包絡圓弧已與外圈承載區溝道圓弧相“吻合”。采取鋼球與內外圈過盈裝配或加預緊力的方法 ,可以消除徑向游隙、增加鋼球同時接觸的數 目,都能有效地控制或消除“鋼球通過振動”。
  當我們將 由鋼球“多邊形效應”引起的軸系振動與本文開始時提到的在文獻[1]中描述的由鋼球和套圈的“接觸彈性變形量變化”引起的軸系振動相比較 ,就會發現這兩種“鋼球通過振動”發生的條件相似 ,振動的頻率相同;但位移的方向卻正好相反,二者相互修正,應是兩類不同的振動。例如,當鋼球處于圖 la所示的位置時,接觸彈性變形最大 ,軸系處于“最低點”;但此時恰好又是鋼球“多邊形”的頂點落在 F,所正對的位置上 ,按“多邊形效應”軸系處于“最高點”。在圖 lb所示的位置時 ,位移極點反之 ,結論亦然。
  二者的區別在于 :由鋼球和套圈的“接觸彈性變形量變化”引起 的軸 系振動是在徑向載荷 F的作用下產生的;而由鋼球“多邊形效應”引起的軸系振動與徑向載荷 無關,是真正意義上的“與軸承本身結構有關”的振動。當載荷很小,以至鋼球和套圈的“接觸彈性變形量”可以忽略時,鋼球“多邊形效應”引起的軸系振動將繼續維持。
  深溝球軸承的鋼球通過振動只在軸系低速旋轉時發生,高速旋轉時將減弱或消失。這是因為轉速很高時,工作溫度升高,徑向游隙減小。
  另外 ,振動的激勵是 簡諧的,高速旋轉 時的頻率 很高,遠遠超過軸 系的固有頻率 ,內圈連同軸系位移的速度換 向太快 ,以至軸系因自身質量具有的慣性來不及跟隨 。

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