大型設(shè)備滾動(dòng)軸承運(yùn)行噪聲的監(jiān)聽診斷

喻 穎，齊青松，蔣濱羽

(湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411100)

一、前言

滾動(dòng)軸承的噪聲可以反映它的運(yùn)行狀況，損傷及潤(rùn)滑等情況。目前，對(duì)設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)測(cè)試和分析技術(shù)已趨成熟，而對(duì)于設(shè)備運(yùn)行噪聲的研究相對(duì)滯后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的依賴性較強(qiáng)。

噪聲的監(jiān)聽，可以使用聽診器，也可以使用原始的聽音棒的方法。對(duì)噪聲的監(jiān)聽，可以作為旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)的一種輔助診斷分析手段。運(yùn)用得當(dāng)將有助于減少軸承的損毀，減少停機(jī)時(shí)間和降低維修成本，提高生產(chǎn)效率。

二、噪聲產(chǎn)生的原因與診斷

1.噪聲的形成主因

(1)軸承的固有噪聲。

(2)因設(shè)計(jì)、加工誤差而產(chǎn)生的噪聲。

(3)傷痕及污物引起的噪聲。

(4)缺油脂。

2.診斷分析

對(duì)滾動(dòng)軸承的運(yùn)行噪聲的度量及診斷分析主要有強(qiáng)弱大小和噪聲頻率這兩個(gè)主要判斷指標(biāo)。

(1)固有噪聲。

這是滾動(dòng)軸承本身具有的一種噪聲，屬正常噪聲，即使加工裝備均為理想尺寸，也不可避免。

特征：軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的一種平穩(wěn)、連續(xù)的聲音，聲音較小。當(dāng)回轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化時(shí)，其主頻率不變。

(2)因加工、裝配誤差產(chǎn)生的噪聲。

這種噪聲的產(chǎn)生主要是軸承設(shè)計(jì)、制造加工誤差所致。

①滾道噪聲：由于軸承加工時(shí)，滾道和滾動(dòng)體表面產(chǎn)生形狀誤差、粗糙度、波紋度，在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生隨機(jī)脈沖和滾道噪聲，它是軸承噪聲的主要成分。

特征：滾道噪聲會(huì)隨著滾道和滾動(dòng)體的加工精度的提高而降低。

②滾動(dòng)噪聲：滾動(dòng)軸承容易產(chǎn)生滾動(dòng)噪聲，滾動(dòng)體在滾道上回轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、摩擦、撞擊時(shí)產(chǎn)生的噪聲。

特征：主要發(fā)生在滾動(dòng)體進(jìn)入、退出承載區(qū)的時(shí)刻。潤(rùn)滑油脂性能不好或黏度極大時(shí)最容易產(chǎn)生。滾子軸承只承受徑向力，而徑向游隙比較大時(shí)容易產(chǎn)生。

③保持架噪聲：由滾動(dòng)體和保持架、保持架與引導(dǎo)面之間的滑動(dòng)摩擦、保持架與滾動(dòng)體發(fā)生相互撞擊而產(chǎn)生的聲音。

特征：具有周期性。當(dāng)采用滾動(dòng)體引導(dǎo)保持架時(shí)，這種運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性更加嚴(yán)重，深溝球軸承的保持架較薄，徑向、軸向的彎曲剛度較低，整體穩(wěn)定性較差，軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)因?yàn)閺澢冃味a(chǎn)生自擊振動(dòng)，引起“蜂鳴聲”。

(3)傷痕、夾雜物、缺油等引起的噪聲(即運(yùn)行中的異常噪聲)。

此類噪聲產(chǎn)生的原因：裝配方法錯(cuò)誤而產(chǎn)生的保持架、防塵蓋或滾道變形、碰傷；生產(chǎn)維護(hù)的不到位而產(chǎn)生的磨損、疲勞剝落、銹蝕以及夾雜物進(jìn)入軸承工作面等。

特征：隨著運(yùn)動(dòng)頻率的變化而變化。

①夾雜物噪聲。軸承是個(gè)精密元件，如果軸承與潤(rùn)滑劑不與污物分開，難以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有14%的軸承過早損毀是由于污染問題造成的。由于潤(rùn)滑劑含有灰塵、污物和軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的灰塵、鐵屑等雜物進(jìn)入軸承工作面的非周期性振動(dòng)和噪聲，可以形容為“斷續(xù)的嘶啞聲”。

特征：隨機(jī)性、不固定，特別是小型軸承對(duì)其很敏感。

②傷痕噪聲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有16%的軸承過早損毀是因?yàn)榘惭b不當(dāng)或沒有使用適當(dāng)?shù)陌惭b工具。在安裝過程中因施力分配不均，或加熱(或局部)溫度過高，或由于軸、軸承座尺寸不當(dāng)使得在裝配時(shí)出現(xiàn)由滾珠傳遞壓力，造成滾道、滾珠、保持架受傷而產(chǎn)生的周期性振動(dòng)和噪聲為傷痕噪聲。

特點(diǎn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，噪聲頻率不變，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，周期將變長(zhǎng)。如果使用高黏度油脂，噪聲將被部分覆蓋。

診斷分析：若其噪聲連續(xù)不斷，則可能是滾道有傷；若其噪聲或有或無(wú)周期性的間斷出現(xiàn)，則為滾動(dòng)體有傷；若滾動(dòng)體破裂時(shí)，產(chǎn)生“銼齒聲”、“沖擊聲”。

③缺油噪聲。缺油包含二層意思：選用了不正確的潤(rùn)滑劑；潤(rùn)滑油供給不足。

任何軸承如果得不到適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，在其達(dá)到正常的使用壽命之前均會(huì)不可避免的出現(xiàn)損毀。機(jī)器的超負(fù)荷、維修不當(dāng)、失修都會(huì)使軸承受到嚴(yán)重的損傷，軸承潤(rùn)滑劑的使用應(yīng)該因負(fù)荷、速度、溫度、環(huán)境不同而各有不同，選用合適的潤(rùn)滑劑給軸承以最佳的潤(rùn)滑。

由于油脂填充量的不足、潤(rùn)滑油供油量太小而使軸承的潤(rùn)滑不充分，造成金屬直接接觸、摩擦而產(chǎn)生的噪聲，具有“金屬磨損的哨聲”，如果負(fù)載較重且缺油嚴(yán)重時(shí)，可能產(chǎn)生“尖鳴聲”，軸承溫度急劇升高，乃至燒損。

三、降噪措施

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)、正確選用軸承和潤(rùn)滑方式

要根據(jù)軸承的受力情況，選用適當(dāng)型號(hào)的軸承，對(duì)大型、長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的重點(diǎn)設(shè)備的滾動(dòng)軸承，應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)軸承。并根據(jù)軸承材質(zhì)、轉(zhuǎn)速、溫升等因素，選擇合適的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油脂。

2.精良的裝配

采用適當(dāng)?shù)难b配方法，減少裝配過程中對(duì)軸承的傷害；對(duì)于可調(diào)式軸承，要盡量減少軸承的徑向游隙，提高旋轉(zhuǎn)精度；另外，裝配和使用時(shí)，盡量提高軸承的清潔度，并保證軸承能得到設(shè)計(jì)所需的潤(rùn)滑。

3.良好的使用維護(hù)質(zhì)量

要提高使用維護(hù)質(zhì)量，使軸承得到持續(xù)、良好的潤(rùn)滑。改善軸承的密封性能，防止外部灰塵進(jìn)入軸承工作面；提高潤(rùn)滑劑(油、脂)和軸承的潔凈度，盡量降低因?yàn)閵A雜物產(chǎn)生的軸承噪聲，提高軸承使用壽命。

大型設(shè)備一般維修周期長(zhǎng)、維修成本高，一旦發(fā)生故障或損壞對(duì)生產(chǎn)的影響很大，因此，對(duì)大型設(shè)備滾動(dòng)軸承的運(yùn)行噪聲要引起足夠的重視，對(duì)大型設(shè)備滾動(dòng)軸承進(jìn)行噪聲監(jiān)聽，及時(shí)對(duì)異常噪聲進(jìn)行分析、判斷，并進(jìn)行有針對(duì)性的處理和維修，有助于避免事故的發(fā)生。

四、結(jié)語(yǔ)

滾動(dòng)軸承的運(yùn)行噪聲監(jiān)聽要借助于各種聽診設(shè)備，并在實(shí)踐中對(duì)各種原因產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析比較。多聽、多比，得出經(jīng)驗(yàn)，以利于設(shè)備發(fā)生異常聲音時(shí)對(duì)故障的部位和原因進(jìn)行大致的分析，提高檢修的效率。

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