ZL29纤维滤棒成型机降噪分析

李涛

摘 要：经分析ZL29纤维滤棒成型机噪音产生的主要原因是主要传动轴承装配调整出现问题，本文主要分析传动轴承的预紧力选用和内、外隔套尺寸计算，从而使传动轴承达到最佳运转状态，降低成型机高速旋转噪音。

关键词：降噪；轴承装配；预紧力；内外隔套尺寸

中图分类号：TS43 文献标识码：A

一、概述

ZL29纤维滤棒成型机是我厂主打机型，具有速度高，精度高，稳定性好等优点，推出以来广受客户好评，但最近有客户反映，部分机型在高速运转过程中出现噪音过高的问题，经我厂技术部门分析研究，确定是切割系统中负责主要传动的角接触成对轴承出现问题，由于施加不合适预紧力使轴承加速磨损，造成滚球和内外环产生擦痕，进而在高速旋转过程中由于不规律的转动产生较高的噪音，通过对轴承预紧力和内外隔套尺寸的重新计算，最终很好地解决了噪音问题。本文着重分析了该类型轴承的预紧力选用和内外隔套尺寸计算。

二、轴承预紧力计算

角接触球轴承的预紧，是指在安装时，使消除轴承内部滚动体与内外环间的间隙，形成一定的初始压力和弹性变形，以减小工作负荷下轴承的实际变形量，从而改善支撑刚度，提高旋转精度的一种措施。预紧力既是对轴承承受工作载荷之前施加一个力，称为预载荷。这个预载荷不仅提高了主轴结构的工作性能，而且可以延长轴承寿命，降低工作噪音。图1为轴承寿命和轴承间隙的关系图。轴承预紧力的选用一定要适中，预紧力过小将达不到预紧的目的，使轴承产生窜动，增加不稳定性；预紧力过大又会使轴承中的接触应力和摩擦阻力增大，降低了轴承寿命。

1.制造时预设的轴承预载荷。为满足转速、刚度和工作温度等不同需求，配组轴承制造后预设有不同的预载荷等级。预载荷的大小取决于轴承系列、接触角、内部架构、轴承尺寸，并施加于背对背或面对面配置的轴承组。预载荷数值有轴承供应商提供。这里主传动轴承使用的72.D系列轴承主要分为4个预载荷等级制造：A级轻预载荷；B级中预载荷；C级重预载荷；D级极重预载荷。

2.安装后轴承组的预载荷。安装后，配组轴承组的预载荷比制造时预设的载荷更高。预载荷的增加主要取决于轴与轴承座的实际公差及其是否会与轴承套圈产生过盈配合。

预载荷的增加也会因为相关零件的几何形状的偏差引起，比如轴承安装的圆柱度、垂直度或同轴度。

在运转中，以下因素亦会导致预载荷的额外增加：

（1）轴的转速引起的离心力，针对定位预紧配置；

（2）内圈、外圈及滚动体之间的温差；

（3）轴和轴承座材料与轴承钢不同的热膨胀系数。

三、轴承当量载荷

考虑角接触球轴承的预紧力时，不仅要考虑轴承的轴向载荷，还要考虑轴承的径向载荷，综合计算得出轴承的当量载荷作为最后的预紧力。

1.轴承轴向载荷Fa。根据工况条件，对背对背和面对面配置的轴承组，轴承载荷的轴向分力Fa可以由下式进行近似计算：

四、轴承内外隔套尺寸计算

在成对轴承之间采用隔套，可以增加轴承作用点之间的距离，增加主轴的刚性，过大空间还可以使轴承得到充分地润滑，而精确地控制隔套的尺寸，是成对轴承精确安装的关键。这里的轴承采用背对背配置的轴承，结构如图1所示。

根据计算好的轴承预紧力来计算轴承内外圈变形量，从而计算轴承内外隔套尺寸。为计算隔套厚度的变化量，给出了单个轴承变形量的计算公式：

结语

掌握轴承变形量与轴向力的关系，从而调整轴承预加负荷，可以使轴承达到最佳的工作状态，延长轴承寿命，降低轴承运转噪音，提高轴承性能，通过调整ZL29纤维滤棒成型机中主要轴承的预加负荷和相应的内外隔套尺寸，有效地降低了机器运转噪音，满足了客户要求。

参考文献

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