軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器的改進(jìn)

陳國(guó)華，冷貴海，姜 帥

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 質(zhì)量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；2. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 動(dòng)能供應(yīng)公司，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器的改進(jìn)

陳國(guó)華1，冷貴海2，姜 帥3

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 質(zhì)量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；2. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 動(dòng)能供應(yīng)公司，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036）

介紹了軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器速度型及加速度型的工作原理及現(xiàn)狀，對(duì)原有的老舊軸承加速度型振動(dòng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行了改造，使儀器重量減輕，維修方便，潤(rùn)滑不漏油；通過示波器顯示圖形獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)更有針對(duì)性地分析出影響軸承產(chǎn)品質(zhì)量的具體原因，對(duì)高效、準(zhǔn)確地測(cè)量軸承振動(dòng)值具有重要意義。

軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器；電器控制系統(tǒng)；振動(dòng)值；波形圖

1 前言

振動(dòng)測(cè)量是軸承制造過程中質(zhì)量控制的一種手段，通過分析軸承振動(dòng)有效值及峰值，能夠充分發(fā)現(xiàn)軸承制造過程中，軸承零件的內(nèi)套，外套，保持器，滾動(dòng)體及潤(rùn)滑脂存在的問題，對(duì)提高軸承產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。通過測(cè)量軸承振動(dòng)的有效值，能夠從總體上反映軸承振動(dòng)值的大??；通過測(cè)量軸承振動(dòng)的峰值，能夠發(fā)現(xiàn)由于加工缺陷和軸承中存在雜質(zhì)污染等原因引起的振動(dòng)信號(hào)突變的最大幅度值，根據(jù)示波器顯示峰值的波形，能夠確定出軸承零部件的缺陷的部位及加工過程中所產(chǎn)生缺陷的原因；通過監(jiān)聽振動(dòng)時(shí)聲音的變化，可確定軸承零件缺陷情況，從而有效控制軸承質(zhì)量，并劃分軸承振動(dòng)值及質(zhì)量等級(jí)。通過以上質(zhì)量控制手段，發(fā)現(xiàn)并解決軸承制造過程中存在的質(zhì)量問題。

2 軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器的工作原理及存在的問題

2.1 工作原理

軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器目前國(guó)內(nèi)有很多廠家生產(chǎn)，其原理及結(jié)構(gòu)大同小異，它主要是由驅(qū)動(dòng)器即主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，推力器即軸向加載裝置，加速度計(jì)拾振器，放大器電子測(cè)量?jī)x器電箱組成。驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)主軸上被測(cè)軸承內(nèi)環(huán)及保持器和滾動(dòng)體進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。推力器根據(jù)被測(cè)軸承的大小施加軸向作用力大小加在軸承外圈端面使之固定而對(duì)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)量。加速度計(jì)傳感器的觸頭壓在被測(cè)軸承外圈頂端中部位置，經(jīng)放大器獲得被測(cè)軸承機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電子信號(hào)，并輸送給振動(dòng)速度型電子測(cè)量?jī)x器及振動(dòng)加速度型電子測(cè)量?jī)x器而獲得速度及加速度振動(dòng)值。

加速度型軸承振動(dòng)電子測(cè)量?jī)x器將電子信號(hào)經(jīng)前置放大器放大。分別送給監(jiān)聽放大器和帶通放大器，在監(jiān)聽放大器中將輸入的電壓信號(hào)再放大后推動(dòng)喇叭發(fā)出聲音。在帶通放大器中將輸入的電壓信號(hào)中的50Hz-10KHz頻率范圍的信號(hào)進(jìn)行放大，濾掉其余成分這種被帶通放大器放大的信號(hào)再分別輸送給有效值電路和平均值電路，在平均值電路中信號(hào)經(jīng)過處理后由平均值表頭示出平均值。在有效值電路中，信號(hào)經(jīng)處理后得到有效值相對(duì)應(yīng)的直流電壓，該直流電壓輸給對(duì)數(shù)放大器，經(jīng)對(duì)數(shù)運(yùn)算后，在db表頭上指示出振動(dòng)加速度有效值的db值，與該db值所對(duì)應(yīng)的直流電壓又輸送給信號(hào)定值電路。振蕩器產(chǎn)生的60Hz的電信號(hào)用以校準(zhǔn)儀器。在儀器校零時(shí)，振蕩器為有效值輸入端提供30mv電壓，見圖 1 所示。

速度型軸承振動(dòng)電子儀器的測(cè)量放大器內(nèi)有穩(wěn)壓電源、前置放大器、低頻、中頻及高頻帶通濾波器、監(jiān)聽電路、定值電路、表頭示值電路、正弦波振蕩校準(zhǔn)器以及面板指示等部分。其功能是將傳感器拾取的電信號(hào)通過放大濾波，檢波和示值等電路，然后送入電器控制箱上的三個(gè)儀表，分別顯示出低頻50-300Hz,中頻300-1 800Hz,高頻1800-10 000Hz三個(gè)頻帶振動(dòng)速度的均方根值，它有助于對(duì)軸承加工過程中存在的問題進(jìn)行粗略的分析參見圖 2 所示。

2.2 存在的問題

我公司外購(gòu)的某軸承儀器廠制造的加速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器S0910-1，床體采用鑄鐵結(jié)構(gòu)，床體箱門位置在側(cè)面及后面，換取配件及安裝調(diào)試不方便；主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)采用開環(huán)油路循環(huán)供油，油杯注油系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象；供油油箱體積大，占用床體內(nèi)很大部分空間；儀器僅能通過儀表示值顯示及喇叭放大聲音，確定軸承質(zhì)量問題的宏觀因素，沒有示波器，不能顯示出軸承內(nèi)圈、外圈、保持器、滾動(dòng)體及潤(rùn)滑脂存在缺陷的微觀影響因素。它不向速度型BVT軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器那樣，可通過高頻、中頻、低頻三個(gè)頻帶，大致看出軸承的內(nèi)圈、外圈、保持器及滾動(dòng)體的某些缺陷，來(lái)確定軸承的產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 加速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器S0910系列工作原理框圖

圖2 速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器工作原理框圖

3 解決辦法

經(jīng)過公司與加速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器制造廠家共同研究并參考國(guó)內(nèi)外可借鑒的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我公司各分廠使用的加速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行改造。對(duì)原有大而重的床體改用前開門的箱體結(jié)構(gòu)床體；對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)改為閉環(huán)油路系統(tǒng)，取消油杯加油而直接用油箱經(jīng)導(dǎo)管對(duì)主軸注油潤(rùn)滑，從而油箱減少到五分之一的體積，用油量也節(jié)省了很多，并解決了漏油及操作者因向油杯加潤(rùn)滑油而浪費(fèi)的時(shí)間；增加示波器顯示軸承振動(dòng)的波形，并可根據(jù)軸承振動(dòng)的波形變化分析出軸承內(nèi)圈、外圈、保持器及滾動(dòng)體所造成的缺陷及軸承潤(rùn)滑脂的雜質(zhì)含量，更加準(zhǔn)確地確定引起軸承產(chǎn)品質(zhì)量變化的原因。

4 結(jié)束語(yǔ)

改造后的加速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修、維護(hù)更加方便，節(jié)省床體體積占用的空間，極大地提高了軸承產(chǎn)品的檢測(cè)質(zhì)量。

應(yīng)用加速度型及速度型軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器對(duì)深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、短圓柱滾子軸承、滾針軸承振動(dòng)的測(cè)量可以看出，經(jīng)過分析被測(cè)軸承發(fā)出的聲音及示波器顯示的波形變化，可以準(zhǔn)確地判斷出軸承零件加工過程中產(chǎn)生缺陷的原因及對(duì)成品軸承添加高純度低噪聲的專用潤(rùn)滑脂的成分及雜質(zhì)等相關(guān)問題，對(duì)更好地提高軸承產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用。

（編輯：林小江）

圖2 改進(jìn)后模具被裝夾和加工圖

3 鉚合胎外形加工方法的改進(jìn)

鉚合胎如圖3所示，在銑削加工底部外形時(shí)，以往的加工方法有二種，一種是在銑床床面上用壓板壓一面，加工另一面，一面一面的加工，這種加工方法在走刀時(shí)壓板容易松動(dòng)，很容易打刀，加工比較困難；另一種是用圓盤銑刀飛銑加工，但是由于加工量很大，而在一次進(jìn)給時(shí)只能加工3～4mm，且加工時(shí)工件容易松動(dòng)，外形尺寸很難保證，效率很低。憑著多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，大膽地將加工方法進(jìn)行了改進(jìn)。利用工作臺(tái)上的T型槽，設(shè)計(jì)了兩個(gè)下部是T型塊，中部是定位軸，上部是螺紋的定位心軸，如圖 4 所示，將此定位心軸的T型塊部分下到床面的T型槽中，用定位軸徑部分與產(chǎn)品上的兩個(gè)導(dǎo)柱孔裝配定位，然后用壓板利用定位軸上的螺紋將產(chǎn)品壓在工作臺(tái)上，再用兩把φ125×2.5的鋸齒銑刀片，并在兩把銑刀之間加適當(dāng)?shù)拈g隔套進(jìn)行定位，加工時(shí)兩把銑刀同時(shí)加工，一次同時(shí)加工兩個(gè)平行的加工面，兩次裝夾就可以完成產(chǎn)品的加工，提高了工作效率，保證了尺寸精度，縮短了生產(chǎn)周期。

圖3 保持架鉚合模外形

圖4 加工鉚合模用定位心軸

4 結(jié)束語(yǔ)

通過改進(jìn)刀具及改進(jìn)加工方法，使以上兩種產(chǎn)品的加工得已簡(jiǎn)化，加工出的產(chǎn)品完全符合圖紙要求，現(xiàn)已用此原理加工出多種型號(hào)的類似產(chǎn)品，這種改進(jìn)大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，縮短了生產(chǎn)周期，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)也為相似產(chǎn)品的加工提供了理論依據(jù)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（編輯：林小江）

Improvement for vibration measurement instrument of bearing

Chen Guohua1, Leng Guihai2, Jiang Shuai3
(1.Department of Quality Control, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China; 2.Kinetic Energy Accommodation Company, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China; 3. Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co., Ltd., Harbin 150036, China)

It is introduced that operational principle and present situation of velocity and accelerated velocity vibration measurement instrument of bearing. Improve the original accelerated velocity instrument to make it light, repair easily and not leak lubrication oil. The measuring data from wave fi gure indicates the special causes which inf l uence product quality. There are important signif i cance to measuring bearing vibration value highly eff i ciently and accurately.

vibration measurement instrument of bearing; electrical control system; vibration value; wave fi gure

TH133.33，TH825

B

1672-4852（2014）01-0039-03

2013-08-09.

陳國(guó)華（1959-），男，工程師.