我國的深溝密封球軸承與國外先進公(gōng)司的(de)產品內部結構參數幾乎相同,然而我國此類產(chǎn)品(pǐn)的振動與噪聲水平卻與國外(wài)產品相差甚遠(yuǎn),主要原因是在製造和(hé)工(gōng)況因素的影響。從軸(zhóu)承行業角度來考(kǎo)慮,工況因素可以對主(zhǔ)機提出合理要求來解決,而如何降低由製造(zào)因素引起的振動和噪聲是軸(zhóu)承行業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內外(wài)大量試驗表明:保持架、套(tào)圈、鋼(gāng)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更明顯,其次是套圈的加工質量,主要影響因素(sù)是鋼球和套(tào)圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表(biǎo)麵磕(kē)碰傷等。
我國鋼球產品突出的問題是振動值離散大,表麵缺陷嚴(yán)重(單點、群點、凹坑等),盡管表麵粗(cū)糙度、尺寸、形狀、誤差都不低於圈外水平,但合套(tào)後軸承振動值高,甚至產生異音,主要問題是波(bō)紋度沒有控(kòng)製(無標(biāo)準、無合適測試分析(xī)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;另一方麵要提高管理(lǐ)水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對於套圈,影響(xiǎng)軸承振動(dòng)嚴重的(de)也是溝道波紋度和表麵粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內(nèi)外(wài)溝道圓度大於2μm時,將對軸承振(zhèn)動產生明顯影響,內外溝道波(bō)紋度(dù)大於0.7μm時,軸承振動值隨波紋度增加而(ér)增加,溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以上(shàng),甚至出現異音。
無論是鋼球還是套圈,波紋度(dù)產生於磨削(xuē)加工(gōng),超精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度,但根本的措施是要降(jiàng)低磨削超精過程中的波紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有兩方麵措施:
一是降低(dī)滾動表麵磨削超精(jīng)時的(de)振動,獲得良好的表(biǎo)麵加工形狀精度和表(biǎo)麵紋路質量為降低振動,磨超機床必須具有(yǒu)良好的抗振性,床身等重要結構件具有吸振性,軸承超(chāo)精機床的油石振蕩係統具有良好的抗振動性能;提高磨削速度(dù),國外(wài)磨削6202外滾道普遍采用(yòng)6萬電(diàn)主軸,磨削速度60m/s以上(shàng),國內一(yī)般低(dī)得多,主要受主軸及主軸承性能(néng)的(de)限製。在(zài)高速磨削時,磨削(xuē)力小,磨削變質層薄(báo),不容易燒傷,又可以提高加工精度和效率,對(duì)低噪(zào)聲球軸承影響很大;主軸動靜剛度(dù)及其速度特性對低噪聲(shēng)球(qiú)軸承磨削振動影響很大,剛度越高,磨削速度(dù)對磨削力的變化越不敏感,磨削係(xì)統振動越小;提高主軸軸(zhóu)承支剛性,采用隨機動平衡技術,提高磨削主軸的抗(kàng)振性。國外磨頭振動速度(如Gamfior)約為國內一般主軸的十分之(zhī)一;提(tí)高砂輪油石(shí)的切削性能及修(xiū)整質(zhì)量至(zhì)關重要。我國目前砂輪(lún)油石主要問題(tí)是(shì)組織結(jié)構均勻性差,嚴重(chóng)影響低噪聲球軸承磨超加工質量;充分(fèn)冷卻,提高過濾精度;提高精給係(xì)統的進(jìn)給分辨率,降低進給慣性;合理的磨超加工工藝(yì)參(cān)數和加(jiā)工流程是不可忽視的因素,磨削留量要小,形(xíng)位公差(chà)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(biǎo)麵質量。
二是提高加工基準麵(miàn)精度,降低磨超加工過(guò)程中(zhōng)的誤(wù)差複映外徑與端麵是(shì)磨超加工過(guò)程中的(de)定位基準。外徑對溝道超精的(de)誤差複映(yìng)是通過(guò)外徑對溝磨(mó),溝磨對溝超的誤差複映間接傳遞的。如(rú)果工件在傳遞過(guò)程中產生磕碰傷,將直接(jiē)複映(yìng)到滾道加工表(biǎo)麵上,影響軸承振動。所以必須采(cǎi)取以下措施:提高定位基準表麵形狀精度;加工過程中傳遞平穩,無磕碰傷;毛坯留量形位誤差不能過大,特別是在留量較小時,過大誤差會造成終磨和超精結束時形狀精度(dù)尚未改善到最終(zhōng)的質量(liàng)要(yào)求,嚴重影響加工質量的一致性。
從上麵分析不難看出:由(yóu)高性能、高穩定性機床係統組(zǔ)成的自動線方式磨超加工低噪聲球軸承更合適,可以避免磕碰傷,降低傳遞誤(wù)差,排除(chú)人工因(yīn)素(sù),提高加工效率和質量一致性,降低生(shēng)產成本,提(tí)高企業效益。
如何降低球軸承(chéng)噪聲呢?應從(cóng)以下(xià)兩方麵著手努力:
(一(yī))製造工藝。工藝流程精化,主要指工藝流程盡可能短,工序加工合並,生產無中(zhōng)間庫存,有效降低影響低噪聲球軸承性能工藝因素;生產潔淨化,這是一個係統的技術,包括(kuò)磨削液(yè)、超精液、清洗液、空氣、高壓空氣、生產環境等技術工(gōng)藝;自動化,從車(chē)加工到裝配全過程自動化,少人或無人(rén)化(huà);規模化,此類軸承(chéng)特別是靜音球軸承,必(bì)須形(xíng)成大(dà)規模化,才能具備全球市場(chǎng)競爭(zhēng)能力。
(二)裝備。高速磨(mó)削、電主(zhǔ)軸精度(dù)、剛度、壽命以及各(gè)種完善的檢測保護性(xìng)能對磨削加工精度與效率起主要(yào)作用;磨(mó)床技術,國(guó)外內圓磨床一般都具備高速磨削,交流伺服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷功(gōng)能等;超精技(jì)術,主(zhǔ)要以日本大阪精機為代表的無(wú)心支承兩工位超精和以德國梯倫豪斯為代表的(de)液(yè)壓定(dìng)心(xīn)四工位超精兩種方式(shì);在線檢測(cè)技(jì)術,二十世紀八十年(nián)代以來,日本軸承工(gōng)業以主動測量機(jī)外反饋控製的自動磨超短(duǎn)線(xiàn)應用更為普遍。我國以此方式構成的磨超自動線應用也比較成熟,目前國內已有100條左右。隨著工業先進 主機技術不斷(duàn)提高,聯線越來越簡單,逐步減少或(huò)不用主動測量和(hé)機外檢測(cè);無(wú)心外圓磨(mó)床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采(cǎi)用滾動軸(zhóu)承砂輪主軸單元,具有高剛度、高精度、長壽命、裝卸方便、使用可*等一係列優點;床身具有(yǒu)阻尼衰減減特性;進給采用高精度微動交流伺(sì)服係統,穩定的傳動交流變頻導(dǎo)輪調整係統,可具備在線隨機智能(néng)化測(cè)量,可實現CBN砂輪磨(mó)削等,可(kě)實(shí)現自動聯線,圓度(dù)可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。