深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机的设计方案张林森

詹时明

摘 要：利用深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机对轴承振动和噪声进行自动检测、分析，可实现对轴承振动、噪声质量等级的自动判定和分选。主要介绍了深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机主要部件的设计方案和工作流程。

关键词：深沟球轴承；轴向加载装置；传感器；上料装置

中图分类号：TH133.33；TB533+.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.123

轴承的振动和噪声质量是评判滚动轴承产品质量的重要性能指标之一。我国轴承生产企业通过近几十年的技术工艺改进，在轴承生产质量方面已取得了较大进步，轴承精度、噪声质量均有了显著的提高。可见，国产轴承与国外同类产品间的差距在进一步缩短。

针对轴承振动和噪声，国际标准化组织ISO第4委员会ISO/TC4发布了ISO 15242-1：2004《滚动轴承振动测量方法（第1部分）：基础》。该标准提及的测量物理量有振动位移、速度和加速度等，但该标准主要推荐的测量物理量仍为振动速度，其频率范围有50～300 Hz、300～1 800 Hz和1 800～10 000 Hz三个频段。深沟球轴承振动（速度）自动音检机就是按照上述标准对深沟球轴承振动和噪声进行自动测量和数据分析，以实现对轴承振动、噪声质量等级的自动判定和分选。下面就深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机主要部件的设计方案和工作流程作简单的介绍。

1 主要部件的设计

深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机的主要部件有自动上料装置、轴向加载装置、主轴和驱动装置、速度型传感器、轴承翻面装置、测量电箱和分析系统、下料分选装置等。

1.1 自动上料装置

当被测轴承从装配自动线进入本机上料料道时，先将水平放置的被测轴承通过翻转装置调整为竖起状态，再由上料机械手送到检测工位。

1.2 轴向加载装置

轴向加载装置可对被测轴承外圈施加载荷，同时，还可作为轴承与机械装置间的隔离系统，以使轴承外圈基本处于自由振动状态。旋动限位螺母可调节气缸活塞行程和轴向载荷的大小。轴向加载装置通过伺服电机加载气缸的转动和被测轴承外圈的旋转（通常旋转角度为120°），完成对被测轴承的“三点”测量。

1.3 主轴和驱动装置

本机主轴的径向和轴向均采用液体动、静压轴承支承，旋转精度高、寿命长、隔振效果好。芯轴与驱动主轴组合后（芯轴的精度公差控制在g5公差的上半部分公差带），芯轴与轴承内圈配合处的径向跳动小于5 μm，芯轴轴肩端面园跳动小于10 μm，主轴由2号主轴油润滑。主轴启动前具有静压效应，启动后具有动压效应。

1.4 速度型传感器

目前，我国轴承振动和噪声的检测主要采用振动加速度传感器和振动速度传感器。振动加速度传感器主要检测轴承较高频率的振动，而轴承振动速度值与轴承的振动频率成正比，因而，速度型传感器可检测轴承各频带频率的振动。在实际中，我们通常用振动速度来评定轴承的振动质量。

1.5 轴承翻面装置

当被测轴承完成第一面测量且轴向加载装置退回时，翻面装置也随之退出。在齿轮和齿条的带动下，翻面系统可以继续运转，实现被测轴承的翻面动作，随即开始第二面的测量。

1.6 测量电箱和分析系统

测量电箱和分析系统将速度型传感器输入的电信号分别经过前置放大器放大，再由低、中、高三个频带通滤波将电信号在频率域上划分为3个频带，频带范围分别为50～300 Hz、300～1 800 Hz、1 800～10 000 Hz；接着将3个频带的数据信号输入到分析系统中，计算出低、中、高频段测试数据的均方根值和峰值，然后分别与《滚动轴承深沟球轴承振动（速度）技术条件》（JB/T 10187—2011）中的规定技术条件标准值进行对比，并对被测轴承振动和噪声质量等级进行评定，最后向理料分选器发出被测轴承退出通道指令。

1.7 理料分选装置

理料分选系统先将被测轴承从驱动芯轴上推到理料分选器，再根据测量电箱和分析系统的被测轴承振动等级命令，通过伺服电机将被测轴承送到相应理料的对应通道上，然后进行测量。

2 自动检测分选机的工作流程

深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机的工作流程为：自动上料装置运转→主轴和驱动装置运转→轴向加载装置运转→拾取“三点”信号→轴承翻面装置运转→再拾取“三点”信号→测量电箱和分析系统运转→下料分选装置完成检测。图1所示为深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机。

3 结束语

深沟球轴承振动（速度）自动测量分选机具有灵敏度高、频响宽、自动化程度高、检测精度高等优点，能显著提高生产效率、降低制造成本，且与轴承装配自动线连接后可实现轴承振动和噪声的自动化检测。

参考文献

[1]张根源，陈芳华，王兰英.轴承振动质量在线自动检测系统设计[J].轴承，2009（01）.

[2]杨晓蔚，李红涛.滚动轴承振动与噪声的相关性解析[J].轴承，2011（07）.

[3]徐漫洋.轴承振动信号采集与故障诊断方法研究[D].沈阳：沈阳大学，2014.