专利名称：一种滚动轴承振动状态的测定方法
技术领域：
本发明属于滚动轴承振动测量的技术领域，涉及ー种对滚动轴承的振动状态进行測量和评价的方法，特别是一种滚动轴承振动状态的測定方法。
背景技术：
目前，滚动轴承的振动是轴承加工质量的一种体现方式，轴承运动部位的各种制造缺陷，在轴承旋转中都会产生不同的振动，缺陷大小不同，缺陷位置不同，会产生不同方式的振动，轴承的振动是产生轴承噪声的重要根源之一，如果抛开轴承安装以及使用环境等其他因素的影响，对于轴承制造而言，轴承的振动是产生轴承噪声的主要根源，噪声属于声环境污染，噪声会对人类的工作和生活产生影响，因此减小轴承振动，是减小轴承噪声的主要方法。轴承制造过程中，受生产现场条件和环境的限制，无法对轴承噪声进行100%测量，而轴承的振动测量不受环境的影响，可以实现在线测量，因此轴承制造企业普遍采用对轴承的振动进行測量，以控制轴承的噪声；轴承振动可采用许多方法中的任ー种来评定，不同的评定方法使用不同类型的传感器和测试条件，例如可以使用位移、速度、加速度传感器；轴承的振动是不同频率的各种幅值位移的复杂叠加，可能会有较大的单一幅值存在，幅值一般会随着频率的增高而减�。诩盖Ш兆仁保芗跣〉侥擅准叮词乖诘推岛椭衅捣段冢岢屑庸ぞ鹊奶岣撸沟弥岢械恼穸灰贫荚缎∮谖⒚准叮饩褪沟梦灰茰y量系统在各种频率范围内很难给出可靠的测量結果；另ー方面，ー个非常适于高频测量的加速度型传感器需要具有极高的动态性能才能分辨出较低的频谱，较好的处理方法是采用速度型传感器，显示的信号与速度成比例，因此轴承振动状态的測量一般还是使用速度和加速度。滚动轴承的振动测量有相关的标准和检测方法并有相关的标准对轴承的振动数值进行控制，轴承的使用环境和使用要求不同，标准要求不同，其主要方法是测量不同频率下轴承振动的平均值，井根据轴承使用要求不同，对轴承振动的平均数值加以限制。随着轴承加工技术的进步，轴承的振动已经大幅度的降低，滚动轴承已经开始向所谓的静音轴承发展，例如在家电行业，对轴承的噪音提出了很高的要求，除了要求轴承的噪音非常低之外，还要求轴承运转中不能随机产生异常的声音，即所谓的异音，轴承异音具有不稳定性，因此有很强的随机性，经过多年的研究，有各种方法对噪声进行评定，其中也包括异常声音的评定。轴承的振动是产生轴承噪声的主要根源，而轴承振动的异常波动是轴承异音产生的主要根源，对轴承振动中的异常波动，轴承行业进行了多年的研究，有了一定的进展，目前主要有感官评定和仪器评定两种方法，感官评定是在轴承振动测量过程中，仪器对振动传感器传递的信号进行转换，转换成轴承振动数值，对数值进行平均，平均后的数值为有效值，作为判定轴承振动的根据，为了判断振动的异常波动，仪器对振动传感器传递的信号进行转换，通过示波器转换为波形，对示波器显示的波形进行人工观察，判断波形是否合格，同时在仪器内部将振动信号转换为声音信号，由人工对转换的声音进行判断；仪器评定是在目前的振动测量仪器的基础上，増加了判断轴承振动数值的有效值和轴承振动的峰值作为轴承振动异常的判断指标；在仪器评定方法的基础上，专利CN201110099055. 9公开了ー种新的方法，其方法是(I)确定异常声检测參数F=f(PKi，RMSi)，并设定不同程度异常声对应的F标准值；(2)实测轴承的当前振动，从中获得当前轴承振动特征參量峰值PK和当前轴承振动特征有效值RMS ； (3)根据当前轴承振动特征參量峰值PK和当前轴承振动特征有效值RMS，计算出当前异常声检测參数F ; (4)通过当前异常声检测參数F与F标准值的比对，确认当前轴承是否处于异常状态或声音异常程度。核心内容是除了检测轴承振动的有效值RMSi和峰值PK i之外，增加异常声检测參数F，其中F为轴承振动特征參量波峰因数CFi，CFi=PKi/RMSi ;感官判定方法使轴承异常振动的判定缺少标准，判定不能数值量化，受操作人员经验的限制，判定结果争议较大；采用仪器对轴承振动异常波动进行判定，在轴承振动的有效值之外，增加对振动的峰值进行检测，专利CN201110099055. 9增加了波峰因数CFi，其中CFi=PKi/RMSi，能够部分检测轴承振动的异常波动，但是由于异常波动的形态变化多祥，上述测量方法存在较大的缺陷。在轴承振动的异常波动的检查中，由于振动峰值的存在比较单一，而且出现具有一定的偶然性，因此无论是使用峰值，还是増加了波峰因数，其測量结果都存在很大的偶然性和不确定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种轴承振动及异常波动状态的检验測定与评价方法，以解决现行轴承振动测量仪器控制轴承振动异常波动存在错判和漏判的技术问题。为了实现上述目的，本发明的具体エ艺步骤如下(I)、选取市售的轴承振动测量仪先根据对轴承静音要求的不同，将轴承振动的有效值VL^1设定为ZV1级、ZV2级、ZV3级和ZV4级四个振动级别；(2)、再根据对轴承静音要求的不同，对不同的振动级别进行轴承的N累计百分振级VLn的设定，作为轴承振动异常波动的评价指标；
(3)、在轴承不同振级的设定中，引入振动指数VL1-行计算，对振动数据进行归纳总结，为标准的制定提供分析数据；(4)、用轴承振动测量仪对轴承的振动状态进行测量，并对测量过程中的所有振动数据进行记录，然后对振动数据进行分类，计算每ー类占总测量数据的比例；(5)、对测量的振动平均有效值VLeq进行统计计算，同时计算出各种VLn所占的比例，与标准设定的VLn级别进行对比；(6)、对标准偏差SD进行计算，确定轴承振动偏离标准偏差的程度，完成滚动轴承振动状态的測定。本发明涉及的等效连续振级的有效值VLeq定义为在某ー测点上，用某一段时间能量平均方法，将变化的振级以ー个恒定的振级来表示该段时间内的振级大�。普飧稣窦段硕问奔涞牡刃Я窦叮粽穸植挤险植迹騐Lrai=VL5tl+ (d2/60) ;N累计百分振级VLn表示某ー振级，且大于此振级的出现概率为腸；峰值振级VLmax为振动的最大值；标
准偏差SD为衡量振级起伏状况VLy,)'";振动指数VL1是考虑到振动
起伏的影响，加以计权而得到的，数学表达式为=VL1=VL9Jr^d-A,式中d=VL1Q-VL9Q。
本发明使用的轴承振动测量仪为市售的数字化的轴承振动测量仪，其主体结构包括加速度传感器、传振杆、被测轴承、芯轴、轴承驱动装置、前置信号调理�？�、数据采集卡和计算机信号处理模块；加速度传感器依次通过传振杆和芯轴分别与被测轴承和轴承驱动装置连接后构成测量平台与传感器系统，用于检测轴承的当前振动；前置信号调理�？楹褪莶杉ü钩墒莶杉低常糜谥岢姓穸莶杉ㄇ爸眯藕诺骼砟？楹褪莶杉ǎ患扑慊藕糯硐低秤糜谑莸牟裳⒓扑�、分析、显示和存储；轴承经驱动装置驱动旋转产生振动信号，由加速度传感器I拾取转换成相应的电信号并经电路放大、滤波后送入数据采集卡，再经计算机信号处理�？橥ü谥萌砑蟹治�、显示及数据存储。本发明与现有技术相比，克服了现行轴承振动测量仪采用峰值检测控制轴承振动异常波动存在错判和漏判的缺点，其エ艺过程简单，科学合理，测量结果准确，可广泛应用于各种轴承振动的测量和判定。
图1为本发明的エ艺流程结构原理示意框图。图2为本发明涉及的轴承的四种振动图谱，其中，图a为稳定振动，振动的强度随时间变化不显著；图13为周期性变化振动，振动的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的出现；图c为无规振动，振动随时间起伏变化无一定的规律；图d为脉冲振动，振动突然爆发又很快消失，持续时间不超过10ms，并且两个连续爆发振动之间间隔大于50ms。图3为本发明使用的轴承振动测量仪的主体结构原理示意框图。
具体实施例方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进ー步说明。实施例本实施例的具体エ艺步骤如下(I)、选取市售的轴承振动测量仪先根据对轴承静音要求的不同，将轴承振动的有效值VL^1进设定为ZVl级、ZV2级、ZV3级和ZV4级不同的振动级别；根据人对噪声的感官程度，确定出轴承的噪声级别，然后根据轴承的噪声要求，最終确定轴承振动的允许水平；对于振动测量而言，判断ー个时期内振动的大小，VLeq是最常用而且有效的数值，因此在轴承振动测量中，按照振动测量领域现行的測量和评定方法，引入VL^1作为轴承振动评价的基本參数；VLe(1数值的设定或參考现行标准所设定的数值；(2)、根据对轴承静音要求的不同，对不同的振动级别，进行轴承的N累计百分振级VLn的设定，作为轴承振动异常波动的评价指标；表I对典型的轴承和振动级别进行了介绍；表1:
权利要求
1.一种滚动轴承振动状态的测定方法，其特征在于具体工艺步骤如下(1)、选取市售的轴承振动测量仪先根据对轴承静音要求的不同，将轴承振动的有效值 VLeq设定为ZVl级、ZV2级、ZV3级和ZV4级四个振动级别；(2)、再根据对轴承静音要求的不同，对不同的振动级别进行轴承的N累计百分振级VLn 的设定，作为轴承振动异常波动的评价指标；(3)、在轴承不同振级的设定中，引入振动指数VL1进行计算，对振动数据进行归纳总结，为标准的制定提供分析数据；(4)、用轴承振动测量仪对轴承的振动状态进行测量，并对测量过程中的所有振动数据进行记录，然后对振动数据进行分类，计算每一类占总测量数据的比例；(5)、对测量的振动平均有效值VLeq进行统计计算，同时计算出各种VLn所占的比例，与标准设定的VLn级别进行对比；(6)、对标准偏差SD进行计算,确定轴承振动偏离标准偏差的程度，完成滚动轴承振动状态的测定。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承振动状态的测定方法，其特征在于使用的轴承振动测量仪为市售的数字化的轴承振动测量仪，其主体结构包括加速度传感器、传振杆、被测轴承、芯轴、轴承驱动装置、前置信号调理�？�、数据采集卡和计算机信号处理�？椋患铀俣却衅饕来瓮ü窀撕托局岱直鹩氡徊庵岢泻椭岢星爸昧雍蠊钩刹饬科教ㄓ氪衅飨低常糜诩觳庵岢械牡鼻罢穸磺爸眯藕诺骼砟？楹褪莶杉ü钩墒莶杉低常糜谥岢姓穸莶杉ㄇ爸眯藕诺骼砟？楹褪莶杉ǎ患扑慊藕糯硐低秤糜谑莸牟裳⒓扑�、分析、显示和存储；轴承经驱动装置驱动旋转产生振动信号，由加速度传感器I拾取转换成相应的电信号并经电路放大、滤波后送入数据采集卡，再经计算机信号处理�？橥ü谥萌砑蟹治�、显示及数据存储。
全文摘要
本发明属于滚动轴承振动测量的技术领域，涉及一种滚动轴承振动状态的测定方法，先将轴承振动的有效值VLeq设定为四个振动级别；再对不同的振动级别进行轴承的N累计百分振级VLN的设定，在轴承振级的设定中，引入振动指数VLI，对振动数据进行归纳总结；然后用轴承振动测量仪对轴承的振动状态进行测量，并对测量过程中的所有振动数据进行记录和分类，计算每一类占总测量数据的比例；计算振动平均有效值VLeq和各种VLN所占的比例，与标准设定的VLN级别进行对比；最后计算标准偏差SD并确定轴承振动偏离标准偏差的程度，完成滚动轴承振动状态的测定；其工艺过程简单，科学合理，测量结果准确，可广泛应用于各种轴承振动的测量和判定。
文档编号G01H11/06GK103033257SQ20121053951
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者朱兆杰, 陈升儒, 隋崇光, 马静 申请人:青岛泰德汽车轴承有限责任公司
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