如何提高球軸承減振降噪技術及工藝裝備

目前我國的深溝密封球軸承與國外先進公司的產品內部結構參數幾乎相同，然而我國此類產品的振動與噪聲水平卻與國外產品相差甚遠，主要原因是在制造和工況因素的影響。從軸承行業角度來考慮，工況因素可以對主機提出合理要求來解決，而如何降低由制造因素引起的振動和噪聲是軸承行業必須解決的問題。

國內外大量試驗表明：保持架、套圈、鋼球的加工質量對軸承振動具有不同程度的影響，其中鋼球的加工質量對軸承振動影響最明顯，其次是套圈的加工質量，最主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表面粗糙度、表面磕碰傷等。

我國鋼球產品最突出的問題是振動值離散大，表面缺陷嚴重（單點、群點、凹坑等），盡管表面粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低于圈外水平，但合套后軸承振動值高，甚至產生異音，主要問題是波紋度沒有控制（無標準、無合適測試分析儀器），同時說明機床的抗振性差，砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數均存在問題；另一方面要提高管理水平，避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。

對于套圈，影響軸承振動最為嚴重的也是溝道波紋度和表面粗糙度。例如，中小型深溝球軸承內外溝道圓度大于2μm時，將對軸承振動產生明顯影響，內外溝道波紋度大于0.7μm時，軸承振動值隨波紋度增加而增加，溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以上，甚至出現異音。

無論是鋼球還是套圈，波紋度產生于磨削加工，超精研雖然可以改善波紋度并降低粗糙度，但最根本的措施是要降低磨削超精過程中的波紋度，避免隨機性磕碰傷，主要有兩方面措施：一是降低滾動表面磨削超精時的振動，獲得良好的表面加工形狀精度和表面紋路質量為降低振動，磨超機床必須具有良好的抗振性，床身等重要結構件具有吸振性，超精機床的油石振蕩系統具有良好的抗振動性能；提高磨削速度，國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電主軸，磨削速度60m/s以上，國內一般低得多，主要受主軸及主軸承性能的限制。在高速磨削時，磨削力小，磨削變質層薄，不容易燒傷，又可以提高加工精度和效率，對低噪聲球軸承影響很大；主軸動靜剛度及其速度特性對低噪聲球軸承磨削振動影響很大，剛度越高，磨削速度對磨削力的變化越不敏感，磨削系統振動越小；提高主軸軸承支剛性，采用隨機動平衡技術，提高磨削主軸的抗振性。國外磨頭振動速度（如Gamfior）約為國內一般主軸的十分之一；提高砂輪油石的切削性能及修整質量至關重要。我國目前砂輪油石主要問題是組織結構均勻性差，嚴重影響低噪聲球軸承磨超加工質量；充分冷卻，提高過濾精度；提高精給系統的進給分辨率，降低進給慣性；合理的磨超加工工藝參數和加工流程是不可忽視的因素，磨削留量要小，形位公差從嚴，中小型球軸承外徑不宜用超精研，粗精磨超不宜分開，以保證良好的表面質量。