軸承振動測量儀器的改進

陳國華，冷貴海，姜 帥

（1. 哈爾濱軸承集團公司 質量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 動能供應公司，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）

軸承振動測量儀器的改進

陳國華1，冷貴海2，姜 帥3

（1. 哈爾濱軸承集團公司 質量控制部，黑龍江 哈爾濱150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 動能供應公司，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）

介紹了軸承振動測量儀器速度型及加速度型的工作原理及現狀，對原有的老舊軸承加速度型振動測量儀器進行了改造，使儀器重量減輕，維修方便，潤滑不漏油；通過示波器顯示圖形獲得的測量數據更有針對性地分析出影響軸承產品質量的具體原因，對高效、準確地測量軸承振動值具有重要意義。

軸承振動測量儀器；電器控制系統；振動值；波形圖

1 前言

振動測量是軸承制造過程中質量控制的一種手段，通過分析軸承振動有效值及峰值，能夠充分發現軸承制造過程中，軸承零件的內套，外套，保持器，滾動體及潤滑脂存在的問題，對提高軸承產品質量具有重要意義。通過測量軸承振動的有效值，能夠從總體上反映軸承振動值的大??；通過測量軸承振動的峰值，能夠發現由于加工缺陷和軸承中存在雜質污染等原因引起的振動信號突變的最大幅度值，根據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生缺陷的原因；通過監聽振動時聲音的變化，可確定軸承零件缺陷情況，從而有效控制軸承質量，并劃分軸承振動值及質量等級。通過以上質量控制手段，發現并解決軸承制造過程中存在的質量問題。

2 軸承振動測量儀器的工作原理及存在的問題

2.1 工作原理

軸承振動測量儀器目前國內有很多廠家生產，其原理及結構大同小異，它主要是由驅動器即主軸驅動系統，推力器即軸向加載裝置，加速度計拾振器，放大器電子測量儀器電箱組成。驅動器驅動主軸上被測軸承內環及保持器和滾動體進行順時針旋轉。推力器根據被測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軸承內圈旋轉進行測量。加速度計傳感器的觸頭壓在被測軸承外圈頂端中部位置，經放大器獲得被測軸承機械振動轉換成相應電子信號，并輸送給振動速度型電子測量儀器及振動加速度型電子測量儀器而獲得速度及加速度振動值。

加速度型軸承振動電子測量儀器將電子信號經前置放大器放大。分別送給監聽放大器和帶通放大器，在監聽放大器中將輸入的電壓信號再放大后推動喇叭發出聲音。在帶通放大器中將輸入的電壓信號中的50Hz-10KHz頻率范圍的信號進行放大，濾掉其余成分這種被帶通放大器放大的信號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經過處理后由平均值表頭示出平均值。在有效值電路中，信號經處理后得到有效值相對應的直流電壓，該直流電壓輸給對數放大器，經對數運算后，在db表頭上指示出振動加速度有效值的db值，與該db值所對應的直流電壓又輸送給信號定值電路。振蕩器產生的60Hz的電信號用以校準儀器。在儀器校零時，振蕩器為有效值輸入端提供30mv電壓，見圖 1 所示。

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

2.2 存在的問題

我公司外購的某軸承儀器廠制造的加速度型軸承振動測量儀器S0910-1，床體采用鑄鐵結構，床體箱門位置在側面及后面，換取配件及安裝調試不方便；主軸潤滑系統采用開環油路循環供油，油杯注油系統經常出現漏油現象；供油油箱體積大，占用床體內很大部分空間；儀器僅能通過儀表示值顯示及喇叭放大聲音，確定軸承質量問題的宏觀因素，沒有示波器，不能顯示出軸承內圈、外圈、保持器、滾動體及潤滑脂存在缺陷的微觀影響因素。它不向速度型BVT軸承振動測量儀器那樣，可通過高頻、中頻、低頻三個頻帶，大致看出軸承的內圈、外圈、保持器及滾動體的某些缺陷，來確定軸承的產品質量。

圖1 加速度型軸承振動測量儀器S0910系列工作原理框圖

圖2 速度型軸承振動測量儀器工作原理框圖

3 解決辦法

經過公司與加速度型軸承振動測量儀器制造廠家共同研究并參考國內外可借鑒的先進經驗，對我公司各分廠使用的加速度型軸承振動測量儀器進行改造。對原有大而重的床體改用前開門的箱體結構床體；對潤滑系統改為閉環油路系統，取消油杯加油而直接用油箱經導管對主軸注油潤滑，從而油箱減少到五分之一的體積，用油量也節省了很多，并解決了漏油及操作者因向油杯加潤滑油而浪費的時間；增加示波器顯示軸承振動的波形，并可根據軸承振動的波形變化分析出軸承內圈、外圈、保持器及滾動體所造成的缺陷及軸承潤滑脂的雜質含量，更加準確地確定引起軸承產品質量變化的原因。

4 結束語

改造后的加速度型軸承振動測量儀器，結構簡單，使用、維修、維護更加方便，節省床體體積占用的空間，極大地提高了軸承產品的檢測質量。

應用加速度型及速度型軸承振動測量儀器對深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、短圓柱滾子軸承、滾針軸承振動的測量可以看出，經過分析被測軸承發出的聲音及示波器顯示的波形變化，可以準確地判斷出軸承零件加工過程中產生缺陷的原因及對成品軸承添加高純度低噪聲的專用潤滑脂的成分及雜質等相關問題，對更好地提高軸承產品質量起著關鍵的作用。

（編輯：林小江）

圖2 改進后模具被裝夾和加工圖

3 鉚合胎外形加工方法的改進

鉚合胎如圖3所示，在銑削加工底部外形時，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壓板容易松動，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，而在一次進給時只能加工3～4mm，且加工時工件容易松動，外形尺寸很難保證，效率很低。憑著多年的實踐經驗，大膽地將加工方法進行了改進。利用工作臺上的T型槽，設計了兩個下部是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品上的兩個導柱孔裝配定位，然后用壓板利用定位軸上的螺紋將產品壓在工作臺上，再用兩把φ125×2.5的鋸齒銑刀片，并在兩把銑刀之間加適當的間隔套進行定位，加工時兩把銑刀同時加工，一次同時加工兩個平行的加工面，兩次裝夾就可以完成產品的加工，提高了工作效率，保證了尺寸精度，縮短了生產周期。

圖3 保持架鉚合模外形

圖4 加工鉚合模用定位心軸

4 結束語

通過改進刀具及改進加工方法，使以上兩種產品的加工得已簡化，加工出的產品完全符合圖紙要求，現已用此原理加工出多種型號的類似產品，這種改進大大提高了生產效率，降低了成本，縮短了生產周期，保證了生產的順利進行，同時也為相似產品的加工提供了理論依據及實踐經驗。

（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.

陳國華（1959-），男，工程師.