滚动轴承振动测量方法新国标介绍与分析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,“滚动轴承振动测量方法”新国标介绍与分析,杭州轴承试验研究中心检测实验室 陈芳华,Email: mobil:13588030768,1,目录,1,、我国滚动轴承振动测量方法的研究,2,、国外情况简介,3,、新国标和老行标范围的比较,4,、,新国标介绍,及与老行标的比较,5,、,目前的速度型测振仪对新国标适应性分析与交流,6,、,新国标实施的可能性与应该注意的问题,2,JB/T5313-2001,滚动轴承 振动（速度）测量方法,JB/T5314-2002,滚动轴承 振动（加速度）测量方法,（以下简称老行标）,GB/T24610.1-2009,滚动轴承振动测量方法,第,1,部分：基础,GB/T24610.2-2009,滚动轴承振动测量方法分,第,2,部,：,具有圆柱孔和圆柱外表面的,向心球轴承,GB/T24610.3-2009,滚动轴承振动测量方法,第,3,部分,：,具有圆柱孔和圆柱外表面的,调心滚子轴承,和,圆锥滚子轴承,GB/T24610.4-2009,滚动轴承振动测量方法,第,4,部分,：,具有圆柱孔和圆柱外表面的,圆柱滚子轴承,1,、我国滚动轴承振动测量方法的研究,3,2,、国外情况简介,美国国家标准,ANSI/AFBMA Std.13-1987,（,R1997,）,滚动轴承振动和噪声测量方法,日本工业标准,JISB1548-1995,滚动轴承,A,计权声压级测量方法,德国工业标准,DIN5426/1-1995,滚动轴承 轴承的运转噪声 第,1,部分：固体声测量方法,ISO 15242-1:2004,滚动轴承 滚动测量方法 第,1,部分：基础,ISO 15242-2:2004,滚动轴承 滚动测量方法 第,2,部分：,具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承,ISO 15242-3:2006,滚动轴承 滚动测量方法 第,3,部分：,具有圆柱孔和圆柱外表面的调心滚子轴承和圆锥滚子轴承,ISO 15242-4:2007,滚动轴承 滚动测量方法 第,4,部分：,具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承,4,3,、新国标和老行标范围的比较,表,1,新国标和老行标规定的范围,项目,新国标（,GB/T 24610,）,老行标（,JB/T,）,第,1,部分,第,2,部分,第,3,部分,第,4,部分,5313-2001,5314-2002,范围,旋转的滚动轴承的振动测量方法及相关测量系统的标定,具有圆柱孔和圆柱外表面的,内径,3mm120mm,的深沟球、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承（,N,、,NU,、,NJ,、,NF,型）的,单列和,双列,向心球轴承,(,外径,10mm200mm,),接触角,45,的,双列调心滚子轴承,、单列和,双列,圆锥滚子轴承,(,外径,3,0mm200mm,),单列和,双列,圆柱滚子轴承,(,外径,30mm200mm,),振动（,速度,）测量,（,m/s,）,振动（加速度）测量,（,dB,）,的振动测量（,速度，,m/s,）,5,新国标,增加了“单列调心球轴承”、“双列向心球轴承”、,“双列调心滚子轴承”、“双列圆锥滚子轴承”和“双列圆柱滚子轴承”,五类,尺寸段,划分参数：新国标,以外径来划分,尺寸段范围,新国标要,小于老行标,单列圆柱滚子轴承,覆盖结构形式与老行标,基本相同,3,、新国标和老行标范围的比较,6,4,、,新国标介绍及与老行标的比较,按,老行标的思路,介绍新国标的四大部分,4.1,引言部分,4.2,轴承振动测量的基本因素及影响测量的因素,7,4.1,引言部分,滚动轴承旋转时的振动是,与运转条件相关,的一种复杂的物理现象；,在某一组条件下测量的单套轴承的振动值并不一定表征另一组条件下,或该轴承成为一较大部件中的一个零件时的振动值。,可以认为,轴承的结构振动,是最终导致空气噪声产生的,驱动源,。,本标准仅列入了,经过选择的、适用范围广的,轴承结构振动的,测量方法,。,本标准方法的测振,目的是,制造过程,诊断或,产品,质量评定,。,8,4.2,轴承振动测量的基本因素及影响测量的因素,4.2.1,轴承本身因素,4.2.2,测量过程因素,4.2.3,测量方法和评定方法因素,4.2.4,润滑及清洁度因素,4.2.5,测试环境因素,4.2.6,测试装置因素,4.2.7,系统部件和系统性能因素,9,4.2.1,轴承本身因素,轴承,本身,的因素,，指的是,轴承结构振动,。这是本标准方法,测量的目的,。,10,4.2.2,测量过程因素,测量转速,测量载荷,传感器,11,测量转速,设定轴承振动测量状态为：外圈静止、内圈以某一恒定转速旋转状态下测量，转速误差规定为设定值的,%,。,%,表,2,振动测量转速及频段的设定值,轴承类型,向心球轴承,（第,2,部分）,调心滚子轴承、,圆锥滚子轴承,（第,3,部分）,圆柱滚子轴承,（第,4,部分）,外径（,mm,）,10200,30200,30100,100200,转速设定值（,r/min,）,1800,900,1800,900,老行标,（,r/min,）,1800,900,1800,900,1800,900,频段划分设定值（,Hz,）,L,50300,50150,50300,50150,M,3001800,150900,3001800,150900,H,180010000,9005000,180010000,9005000,12,测量载荷,规定测量过程中应对轴承加载。载荷不能过小，,也不能过大。,表,3,轴承振动测量载荷及载荷设定值,轴,承,类,型,向心球轴承,调心滚子轴承,圆锥滚子轴承,圆柱滚子轴承,深沟球,角接触球,10,23,2345,23,23,45,单列,双列,载荷类型方式,轴向载荷,径向载荷,超过,到,载荷设定值（,N,）,10,25,20,30,40,/,/,/,/,/,25,30,70,100,140,/,/,/,/,/,30,50,50,100,200,150,180,50,70,150,225,300,100,200,400,180,250,70,100,200,400,800,250,350,100,140,400,600,800,400,800,1200,350,475,140,170,650,975,1300,600,1200,1600,475,625,170,200,900,1350,1800,800,1600,2000,625,800,轴,承,外,径,(mm),13,测量载荷,新国标与老行标测量载荷设定值的比较,【,表,4】,新国标,老行标,外径（,mm,）,深沟球,角接触球,内径（,mm,）,深沟球,角接触球,10,23,2325,超过,到,设定值（,N,）,超过,到,设定值（,N,）,10,25,20,30,40,3,6,20,/,/,6,9,30,/,/,25,50,70,100,140,7,9,30,/,/,9,20,40,60,100,20,25,80,110,160,50,100,150,225,300,20,40,80,110,160,40,60,120,160,235,60,65,180,235,350,100,140,400,600,800,45,60,120,160,235,60,80,180,235,235,80,90,225,340,440,140,170,650,975,1300,50,60,120,160,235,60,80,180,235,350,80,110,225,340,440,170,200,900,1350,1800,80,120,225,340,440,14,传感器,所测参量为轴承外圈的径向振动。,传感器类型可以是位移、速度、加速度传感器三种中的任一种。,传感器分接触式与非接触式两种。接触式传感器应注意,传感器测头的接触力,不能过小,应大于,ma,，以防脱离,，,也不能过大,以防外圈约束,。同时应考虑测头的,接触谐振出现在所测频率范围内,。,位移传感器很难测出高频振动信号。而加速度传感器很难测出低频信号。,速度型传感器是较适用的传感器。,15,4.2.3,测量方法和评定方法因素,在,1800r/min,的测量转速下，频率的范围为,50Hz10000 Hz,。,在,900r/min,的测量转速下，频率的范围为,50Hz5000 Hz,。,频带划分见上表,2,所示。,可以将峰值或尖锐脉冲的测量，作为一种补充选项。,标准设定测量的物理量为振动速度，,r,.m.s,，单位为,m/s,。,16,4.2.3,测量方法和评定方法因素,传感器频响特性,机电传感器的频响应在图,1,规定的范围内。,X,频率，,Hz,Y,输出信号,/,振动速度，,dB,a,推荐区,b,最大允许区（包括,a,）,图,1,传感器频率响应特性,17,传感器的幅值线性误差应,10%,4.2.3,测量方法和评定方法因素,传感器的灵敏度,与电子装置匹配的传感器灵敏度应限定在,5%,之内。,18,4.2.3,测量方法和评定方法因素,电子装置的滤波特性应在图,2,规定的极限范围内。,X,截止频率，,Hz,Y,衰减量，,dB,a,推荐范围,b,最大允许范围,c,标称下截止频率,d,标称上截止频率,图,2,滤波器特性,19,4.2.3,测量方法和评定方法因素,振动值应在振动达到,稳定状态、测试时间大于,0.5s,时读取。,稳定状态：振动值在,平均值附近,只有,偶然的随机波动,。,应在开始测试的,5min,内达到稳定状态,。,平均值为,均方根值,（,r.m.s,.,）。,20,4.2.3,测量方法和评定方法因素,施加轴向载荷测振的各类轴承,，应在外圈的,一侧,施加轴向载荷，,然后在外圈的,另一侧,施加轴向载荷进行,重复测试,。,单列圆锥滚子轴承和单列角接触球轴承,在,可承受轴向载荷的方向,上进行测试。,施加径向载荷测振的各类轴承，在施加径向载荷的同时，应施加一个,不大于,30N,的轴向载荷,，以,确保,轴承,运转平稳,。,双列圆柱滚子轴承,如果结构允许，在外圈的另一侧施加轴向载荷进行,重复测试,。,用于诊断分析时，应多点测试。,各面、各点中最大值作为评价值。,21,4.2.4,润滑和清洁度因素,预润滑轴承,，应在,供货状态,下测试。,清洗,：未经预润滑的轴承，应,进行有效清洗,。不要引入污染物或其它振源。,润滑,：测试前，轴承应使用,清洁的（过滤精度不低于,0.8m,）、,公称粘度在,10mm,2,/S100 mm,2,/S,之间的润滑油,进行充分润滑。,清洗和润滑，也适用于对预润滑轴承的诊断分析测试。,22,4.2.5,测试环境,不影响振动测试,的,室温环境,。,23,4.2.6,测试装置因素,要求主轴（包括心轴）和轴承内圈之间的,振动传递,与所测量的振动速度相比，,可以忽略不计,。,心轴的公差为,f5,级，且具有最小的几何误差，确保,心轴以滑配装入轴承内孔,。,加载机构,施加载荷的加载系统的设计与结构，,不应约束外圈的振动,，使外圈的振动,本质上处于自由状态。,24,4.2.6,测试装置因素,轴向载荷的对中精度,a,外加载荷的轴线。,b,轴承内圈旋转轴线。,c,见表,5,。,图,3,载荷轴线相对于轴承内圈旋转轴线的偏差,25,4.2.6,测试装置因素,轴向载荷的对中精度,表,5,载荷轴线相对于轴承内圈旋转轴线的偏差值,轴承外径,D,与轴承内圈旋转轴线间的径向偏差,H,与轴承内圈旋转轴线间的角度偏差,max.,max.,mm,mm,10,25,0.2,0.5,25,50,0.4,50,100,0.8,100,140,1.6,140,170,2.0,170,200,2.5,26,径向载荷的对中精度,4.2.6,测试装置因素,图,4,径向载荷的加载方向及轴向位置的偏差,27,4.2.6,测试装置因素,径向载荷的对中精度,表,6,径向载荷的加载方向和轴向位置的偏差值,轴承外圈宽度,C,与轴承外圈宽度中部的轴向偏差,H,2,max,与主轴轴线垂直的中心线的角度偏差,2,m