轴承振动影响因素及降噪分析

国内外大量试验表明：保持架、套圈、钢球的加工质量对轴承振动具有不同程度的影响，

其中钢球的加工质量对轴承振动影响最明显，其次是套圈的加工质量，最主要影响因素是
钢球和套圈的圆度、波纹度、表面粗糙度、表面磕碰伤等。
　　我国钢球产品最突出的问题是振动值离散大，表面缺陷严重（单点、群点、凹坑等），
尽管表面粗糙度、尺寸、形状、误差都不低于圈外水平，但合套后轴承振动值高，甚至产生异
音，主要问题是波纹度没有控制（无标准、无合适测试分析仪器），同时说明机床的抗振性
差，砂轮、研磨盘、冷却液、工艺参数均存在问题；另一方面要提高管理水平，避免磕碰伤、
划伤、烧伤等随时机性质量问题。
　　对于套圈，影响轴承振动最为严重的也是沟道波纹度和表面粗糙度。例如，中小型深沟
球轴承内外沟道圆度大于

2μm 时，将对轴承振动产生明显影响，内外沟道波纹度大于

0.7μm 时，轴承振动值随波纹度增加而增加，沟道严重磕伤可使振动上升 4dB 以上，甚至
出现异音。
　　无论是钢球还是套圈，波纹度产生于磨削加工，超精研虽然可以改善波纹度并降低粗
糙度，但最根本的措施是要降低磨削超精过程中的波纹度，避免随机性磕碰伤，主要有两
方面措施：
　　一是降低滚动表面磨削超精时的振动，获得良好的表面加工形状精度和表面纹路质量
为降低振动，磨超机床必须具有良好的抗振性，床身等重要结构件具有吸振性，超精机床
的油石振荡系统具有良好的抗振动性能；提高磨削速度，国外磨削

6202 外滚道普遍采用 6

万电主轴，磨削速度

60m/s 以上，国内一般低得多，主要受主轴及主轴承性能的限制。在高

速磨削时，磨削力小，磨削变质层薄，不容易烧伤，又可以提高加工精度和效率，对低噪
声球轴承影响很大；主轴动静刚度及其速度特性对低噪声球轴承磨削振动影响很大，刚度
越高，磨削速度对磨削力的变化越不敏感，磨削系统振动越小；提高主轴轴承支刚性，采
用随机动平衡技术，提高磨削主轴的抗振性。国外磨头振动速度（如

Gamfior）约为国内一

般主轴的十分之一；提高砂轮油石的切削性能及修整质量至关重要。我国目前砂轮油石主要
问题是组织结构均匀性差，严重影响低噪声球轴承磨超加工质量；充分冷却，提高过滤精
度；提高精给系统的进给分辨率，降低进给惯性；合理的磨超加工工艺参数和加工流程是
不可忽视的因素，磨削留量要小，形位公差从严，中小型球轴承外径不宜用超精研，粗精
磨超不宜分开，以保证良好的表面质量。
　　二是提高加工基准面精度，降低磨超加工过程中的误差复映外径与端面是磨超加工过
程中的定位基准。外径对沟道超精的误差复映是通过外径对沟磨，沟磨对沟超的误差复映间
接传递的。如果工件在传递过程中产生磕碰伤，将直接复映到滚道加工表面上，影响轴承振
动。所以必须采取以下措施：提高定位基准表面形状精度；加工过程中传递平稳，无磕碰伤；
毛坯留量形位误差不能过大，特别是在留量较小时，过大误差会造成终磨和超精结束时形
状精度尚未改善到最终的质量要求，严重影响加工质量的一致性。

 

　　从上面分析不难看出：由高性能、高稳定性机床系统组成的自动线方式磨超加工低噪声
球轴承最合适，可以避免磕碰伤，降低传递误差，排除人工因素，提高加工效率和质量一