一种滚动轴承高速振动测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体涉及一种滚动轴承高速振动测试方法。
【背景技术】
[0002] 在1993年，我国制定了规范轴承振动性能的首个轴承行业标准：《JB/T7047-93 滚动轴承深沟球轴承振动加速度技术条件》，并分别于1999年和2006年对其进行了修订。 标准规范化了轴承的设计、生产和应用，对提升轴承的质量具有重大而深刻的影响，对轴承 行业的活动具有重要的指导意义。但是现行的轴承振动检测标准，无论是国标还是行标，对 高速运行的轴承振动的评价还有不足，具体表现为以下几点：
[0003] -、单一的采用均方根值来评价轴承的振动大小存在一定的概括性，即使增加峰 值作为辅助检测指标，共同对轴承进行振动等级进行评价会存在差异性。
[0004] 二、在不同工况条件下轴承振动不同，国标中对于较小尺寸段的轴承，采用的较高 转速在2400r/min到3600r/min，而目前磨削类高速电主轴的转速高达60000r/min，高速下 表现的振动行为不同于低速下的振动行为，因此不能以低速的测量值代表高速工况下的振 动，也不能表征轴承作为整机中的一个部件时的振动。因此，标准检测的轴承振动性能不能 完全用于表征高速工况条件下轴承振动特征。
[0005] 三、目前对轴承振动普遍采用接触式传感器，通过弹簧以一定的接触力将传感器 触头抵在轴承外圈上。接触力应大于mXa，其中m为运动部分的质量，a为所测的最大加速 度，以防止传感器与轴承外圈脱离接触。但是标准并没有对传感器接触力的大小予以量化 规定，因此在测量中会由此带来较大误差。
[0006] 四、测振过程中，为了限定轴承的运动学条件，一般应对轴承施加一定的载荷。所 施加的载荷应适当，防止滚动体相对内、外套圈滚道打滑但又不致引起变形而影响测量结 果。国标中对轴承外径在25~50mm、接触角在10°~30°的角接触球轴承施加轴向载荷 的设定值为90~110N。轴向载荷是影响轴承振动的主要因素之一，20N的轴向力的变化范 围直接影响轴承振动测量值的波动。
[0007] -个批次的轴承在出厂时，轴承厂家对对轴承振动进行了标准轴承振动测量，当 这一批次的接受质量限AQL是供方能够保证稳定达到的实际质量水平，是用户能够接受的 产品质量水平满足设定要求时就出厂，这时就造成两个根本存在的问题。第一个问题是同 一批次轴承的振动性能的不同，甚至出现轴承振动过大的现象。第二个问题是标准轴承振 动测量时的转速较低，而在实际应用过程中轴承的转速较高，在低速和高速情况下轴承的 振动行为的不同，也就造成了低速振动性能好而高速情况下轴承的振动性能差的问题。以 上问题都亟待解决。
【发明内容】
[0008] 现有轴承的检测方法均是低速检测，而轴承实际工作状态通常是在高速下运行， 目前低速检测手段无法满足对轴承实际性能的掌握，检测数据无法满足实际工作需要。为 解决这一问题，本发明提出一种滚动轴承高速振动测试方法。
[0009] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0010] 一种滚动轴承高速振动测试方法，所述方法包括以下步骤：
[0011] 步骤一：搭建滚动轴承高速振动测量仪：建立滚动轴承高速振动测量仪，根据滚 动轴承标准轴承测量仪的搭建精度要求对滚动轴承高速振动测量仪进行搭建，在此基础上 并扩充滚动主轴标准振动测量仪的转速范围，使用高性能加速度传感器检测轴承高速工况 下振动；
[0012] 步骤二：检测滚动轴承高速振动测量仪：检测滚动轴承高速振动测量仪的使用性 能，当其同时满足滚动轴承标准振动测量仪标准及高速的要求时，等待进行高速工况下滚 动轴承振动检测工作；当其未达到标准振动测试仪及高速的要求时，重复步骤一直至同时 满足标准振动测试仪标准及高速的要求，同时对滚动轴承高速振动测量仪中的驱动主轴的 转速η进行测定，测定滚动轴承高速振动测量仪中加载弹簧在未压缩时的长度；
[0013] 步骤三：调试变频器以及加载力F的施加过程：首先由于滚动轴承高速振动测量 仪中的驱动主轴的转速η已确定，根据公式f=η/60计算出变频器设定频率f，根据计算出 的变频器设定频率f对变频器进行参数无级调速，其次设定滚动轴承高速振动测量仪中轴 向加载装置中加载力F的数值，根据弹簧载荷与压缩距离之间的曲线图对照出加载力F对 应的加载弹簧需要压缩的长度，通过操作轴向加载装置中的加载手柄对加载弹簧逐渐进行 压缩直至试验轴承承受的加载力达到F值为止；再次将传感器组件中的检测头贴紧在试验 轴承的外圈上，同时将传感器组件的信号输出端连接在DH5909动态信号分析仪上，实时监 测试验轴承的振动状态和存储振动数据；然后启动滚动轴承高速振动测量仪，试验轴承在 滚动轴承高速振动测量仪中进行转动，最后当试验轴承运行达到平稳状态时，开始对试验 轴承进行多组数据的采集，通过传感器组件的检测头将采集平稳的振动数据传递到动态信 号分析仪中；
[0014] 步骤四：带通滤波器的调试：将butterworth带通滤波器进行调试，使其在符合 GB/T24610. 1-2009/IS015242-1 :2004的标准下，butterworth带通滤波器的带通频率在 50-10000HZ之间；
[0015] 步骤五：振动评价过程：使用调试后的滤波器对动态信号分析仪中的数据进行处 理，然后求振动幅值的均方根值和峰值，依据公式1 = 2C)1gf求得振动加速度等级，式中L "0. 为振动加速度级，a为某一频率范围内的振动加速度均方根值或轴承振动加速度峰值，a。为 参考加速度，其值为9. 81X10 3m/s2,最后根据JB/T 7047-2006中加速度振动等级划分轴承 标准对试验轴承的振动情况进行评价。
[0016] 本发明与现有技术相比的有益效果：
[0017] 1、本发明提出以标准轴承振动测量仪为基础，搭建一个在满足标准轴承振动测量 仪的测量，也能满足目前高速的工况条件的高速轴承振动测量仪，本发明是一种在搭建的 试验台上进行轴承高速工况条件下的振动测量方法。本发明能够实现对高速轴承的振动进 行合理的测量和正确的评价，以符合前高速工况条件轴承dm·η的量级达ΚΓ6的要求。
[0018] 2、本发明既能够测量试验轴承在标准轴承振动测量仪给定工况条件下的振动，这 为轴承在高速工况下的振动评价提供了理论依据，同时又能满足试验轴承在高速工况下轴 承的振动测量。
[0019] 3、本发明结合工程实际需要，合理设定轴承试验工况条件，对轴承提前进行高速 工况条件下振动评价，减少轴承在使用过程中带来的经济损失。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的的流程框图；
[0021] 图2是弹簧载荷与压缩距离之间的曲线图；
[0022] 图3是滚动轴承高速振动测量仪主视结构示意图；
[0023] 图4是传感器定位装置3的主视结构示意图；
[0024] 图5是图2的俯视结构示意图；
[0025] 图6是传感器组件3-5的主视结构剖面图；
[0026] 图7是轴向加载装置2的主视结构示意图；
[0027] 图8是轴向加载装置2的俯视结构剖面图；
[0028] 图9是轴承的打滑率随轴向力的变化的曲线图；
[0029] 图10是不同预紧力下轴承的振动幅值的分布图；
[0030] 图11是标准轴承振动测量仪的振动检测结果柱状图；
[0031] 图12是