大型设备滚动轴承运行噪声的监听诊断

喻 颖，齐青松，蒋滨羽

(湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411100)

一、前言

滚动轴承的噪声可以反映它的运行状况，损伤及润滑等情况。目前，对设备运行的振动测试和分析技术已趋成熟，而对于设备运行噪声的研究相对滞后，对现场经验的依赖性较强。

噪声的监听，可以使用听诊器，也可以使用原始的听音棒的方法。对噪声的监听，可以作为旋转滚动轴承运行状态的一种辅助诊断分析手段。运用得当将有助于减少轴承的损毁，减少停机时间和降低维修成本，提高生产效率。

二、噪声产生的原因与诊断

1.噪声的形成主因

(1)轴承的固有噪声。

(2)因设计、加工误差而产生的噪声。

(3)伤痕及污物引起的噪声。

(4)缺油脂。

2.诊断分析

对滚动轴承的运行噪声的度量及诊断分析主要有强弱大小和噪声频率这两个主要判断指标。

(1)固有噪声。

这是滚动轴承本身具有的一种噪声，属正常噪声，即使加工装备均为理想尺寸，也不可避免。

特征：轴承转动时发出的一种平稳、连续的声音，声音较小。当回转速度发生变化时，其主频率不变。

(2)因加工、装配误差产生的噪声。

这种噪声的产生主要是轴承设计、制造加工误差所致。

①滚道噪声：由于轴承加工时，滚道和滚动体表面产生形状误差、粗糙度、波纹度，在轴承转动时，产生随机脉冲和滚道噪声，它是轴承噪声的主要成分。

特征：滚道噪声会随着滚道和滚动体的加工精度的提高而降低。

②滚动噪声：滚动轴承容易产生滚动噪声，滚动体在滚道上回转、滑动、摩擦、撞击时产生的噪声。

特征：主要发生在滚动体进入、退出承载区的时刻。润滑油脂性能不好或黏度极大时最容易产生。滚子轴承只承受径向力，而径向游隙比较大时容易产生。

③保持架噪声：由滚动体和保持架、保持架与引导面之间的滑动摩擦、保持架与滚动体发生相互撞击而产生的声音。

特征：具有周期性。当采用滚动体引导保持架时，这种运动的不稳定性更加严重，深沟球轴承的保持架较薄，径向、轴向的弯曲刚度较低，整体稳定性较差，轴承高速旋转时，就会因为弯曲变形而产生自击振动，引起“蜂鸣声”。

(3)伤痕、夹杂物、缺油等引起的噪声(即运行中的异常噪声)。

此类噪声产生的原因：装配方法错误而产生的保持架、防尘盖或滚道变形、碰伤；生产维护的不到位而产生的磨损、疲劳剥落、锈蚀以及夹杂物进入轴承工作面等。

特征：随着运动频率的变化而变化。

①夹杂物噪声。轴承是个精密元件，如果轴承与润滑剂不与污物分开，难以高速运转。据统计，大约有14%的轴承过早损毁是由于污染问题造成的。由于润滑剂含有灰尘、污物和轴承运转时的灰尘、铁屑等杂物进入轴承工作面的非周期性振动和噪声，可以形容为“断续的嘶哑声”。

特征：随机性、不固定，特别是小型轴承对其很敏感。

②伤痕噪声。据统计，有16%的轴承过早损毁是因为安装不当或没有使用适当的安装工具。在安装过程中因施力分配不均，或加热(或局部)温度过高，或由于轴、轴承座尺寸不当使得在装配时出现由滚珠传递压力，造成滚道、滚珠、保持架受伤而产生的周期性振动和噪声为伤痕噪声。

特点：当转速不变时，噪声频率不变，当转速降低时，周期将变长。如果使用高黏度油脂，噪声将被部分覆盖。

诊断分析：若其噪声连续不断，则可能是滚道有伤；若其噪声或有或无周期性的间断出现，则为滚动体有伤；若滚动体破裂时，产生“锉齿声”、“冲击声”。

③缺油噪声。缺油包含二层意思：选用了不正确的润滑剂；润滑油供给不足。

任何轴承如果得不到适当的润滑，在其达到正常的使用寿命之前均会不可避免的出现损毁。机器的超负荷、维修不当、失修都会使轴承受到严重的损伤，轴承润滑剂的使用应该因负荷、速度、温度、环境不同而各有不同，选用合适的润滑剂给轴承以最佳的润滑。

由于油脂填充量的不足、润滑油供油量太小而使轴承的润滑不充分，造成金属直接接触、摩擦而产生的噪声，具有“金属磨损的哨声”，如果负载较重且缺油严重时，可能产生“尖鸣声”，轴承温度急剧升高，乃至烧损。

三、降噪措施

1.优化设计、正确选用轴承和润滑方式

要根据轴承的受力情况，选用适当型号的轴承，对大型、长周期运转的重点设备的滚动轴承，应该选用优质轴承。并根据轴承材质、转速、温升等因素，选择合适的润滑方式和润滑油脂。

2.精良的装配

采用适当的装配方法，减少装配过程中对轴承的伤害；对于可调式轴承，要尽量减少轴承的径向游隙，提高旋转精度；另外，装配和使用时，尽量提高轴承的清洁度，并保证轴承能得到设计所需的润滑。

3.良好的使用维护质量

要提高使用维护质量，使轴承得到持续、良好的润滑。改善轴承的密封性能，防止外部灰尘进入轴承工作面；提高润滑剂(油、脂)和轴承的洁净度，尽量降低因为夹杂物产生的轴承噪声，提高轴承使用寿命。

大型设备一般维修周期长、维修成本高，一旦发生故障或损坏对生产的影响很大，因此，对大型设备滚动轴承的运行噪声要引起足够的重视，对大型设备滚动轴承进行噪声监听，及时对异常噪声进行分析、判断，并进行有针对性的处理和维修，有助于避免事故的发生。

四、结语

滚动轴承的运行噪声监听要借助于各种听诊设备，并在实践中对各种原因产生的噪声进行分析比较。多听、多比，得出经验，以利于设备发生异常声音时对故障的部位和原因进行大致的分析，提高检修的效率。

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