1 前言

高精度軸承鋼球

在組成軸承的三大部件當(dāng)中，套圈滾道和滾動(dòng)體的幾何精度、表面質(zhì)量對(duì)降低軸承的振動(dòng)噪聲起著決定性的作用。在低噪音軸承中，對(duì)軸承鋼球的幾何精度和表面質(zhì)量的要求比對(duì)套圈滾道的要求要高出一級(jí)。因此，提高軸承鋼球的幾何精度和表面質(zhì)量是降低軸承振動(dòng)噪聲的主要途徑。本文僅就鋼球的質(zhì)量對(duì)軸承的振動(dòng)噪聲的影響進(jìn)行分析探討。

2 鋼球的幾何精度對(duì)鋼球單體振動(dòng)值的影響

鋼球的幾何精度也叫球形精度，具體包括鋼球表面波紋度、棱圓度和批直徑變動(dòng)量。

（1）鋼球表面波紋度反映了球表面在微觀上波峰波谷起伏不定的程度，起伏太大，將使鋼球的球形精度變差，在宏觀上的直接反映便是鋼球的單體振動(dòng)值增大，而鋼球單體振動(dòng)值的上升將直接造成合套后軸承整體振動(dòng)噪聲的提高。試驗(yàn)表明：隨著規(guī)格的不同，裝套軸承的單體振動(dòng)值上升1 dB, 合套后軸承的振動(dòng)噪聲要相應(yīng)上升1~5 dB.

（2）鋼球的棱圓度又叫不圓度，書(shū)面叫法為球形誤差。不圓度大的鋼球，其單體振動(dòng)值就高，最終合套后軸承的振動(dòng)噪聲也高。

（3）鋼球的批直徑變動(dòng)量是指同一批加工的鋼球當(dāng)中，球與球之間由于參與研磨循環(huán)的次數(shù)不同而產(chǎn)生的直徑上的微小差異。在軸承滾道中均勻分布的各粒鋼球，隨著內(nèi)套的高速轉(zhuǎn)動(dòng)而承受著周期性的負(fù)荷，如果這時(shí)滾道中的各粒鋼球之間直徑上存在著哪怕是微小的差異，都會(huì)在軸承的內(nèi)外套之間產(chǎn)生明顯的振動(dòng)，這一點(diǎn)，在平時(shí)手感檢測(cè)軸承的振動(dòng)時(shí)便會(huì)感受的到。

3 鋼球的表面完整性對(duì)鋼球單體振動(dòng)值的影響

鋼球的表面完整性，亦即通常所說(shuō)的鋼球的表面缺陷程度、表面粗糙度及其分布均勻程度和表面硬度均勻程度等三方面狀況的重要技術(shù)指標(biāo)是影響鋼球動(dòng)態(tài)性能的主要因素之一。

鋼球的表面質(zhì)量缺陷是指在鋼球的加工過(guò)程中，由于設(shè)備精度、原材料質(zhì)量、工裝調(diào)整等方面原因產(chǎn)生的表面上局部的極細(xì)微的材料缺損。按其形態(tài)的不同，可分為點(diǎn)子、群點(diǎn)、劃條和擦傷等四類。點(diǎn)子即鋼球表面上的點(diǎn)狀缺損；群點(diǎn)指鋼球表面上某處緊密聚集在一起的若干點(diǎn)狀缺損；劃條是指鋼球表面上隨機(jī)分布的長(zhǎng)短不一的細(xì)直線狀缺損；擦傷則是指鋼球表面上一組排列方向一致的短細(xì)直線狀缺損。研究表明：在目前的加工條件下，鋼球表面質(zhì)量缺陷是不可避免的，只是輕重程度不同而已。比如，表面上點(diǎn)子缺陷程度嚴(yán)重的鋼球，其單體振動(dòng)值比沒(méi)有點(diǎn)子缺陷的鋼球要高出3 dB；表面上劃條較重的鋼球，其單體振動(dòng)值要比表面基本無(wú)劃條的鋼球高出2 dB左右；而表面擦傷較重的鋼球，其單體振動(dòng)值要比無(wú)擦傷的鋼球高出4 dB左右。而具有這三種較重表面缺陷的鋼球分別裝套后的軸承，他們的振動(dòng)噪聲則比對(duì)照組的軸承（用基本沒(méi)有這三種表面缺陷的鋼球裝配的軸承）高出很多；有點(diǎn)子缺陷的，高出3.9 dB；有擦傷缺陷的，高出4.7 dB；有劃條缺陷的，高出2.5 dB。

通過(guò)上述分析，我們從原理上基本弄清了該如何從工藝上改進(jìn)鋼球的動(dòng)態(tài)性能以最終解決合套后軸承的振動(dòng)噪聲問(wèn)題。