Файл: Шубов, И. Г. Шум и вибрация электрических машин.pdf

риментально, для чего конструкция осевого натяга должна до­ пускать регулировку натяга пружины. Основным требованием, предъявляемым к конструкции осевого натяга, является равно­ мерное распределение давления по окружности наружного кольца подшипника.

Следует, однако, отметить, что указанный способ снижения уровня громкости шума и вибрации подшипников при помощи осевого натяга не является обязательным для всех машин. Опыт показывает, что в ряде случаев осевой натяг не приводил к за­ метному улучшению виброакустических характеристик. Поэтому окончательное решение о необходимости применения осевого натяга, особенно во вновь проектируемой машине, должен ре­ шаться экспериментальным путем.

Выбор смазки. При выборе типа смазки в основном руковод­ ствуются эксплуатационными данными смазок. Однако в послед­ нее время установлено, что смазка может влиять на виброакустические характеристики машины. Поэтому при выборе типа смазки для малошумных машин надо руководствоваться сле­ дующим:

1. Не рекомендуется применять слишком густую смазку, так как она плохо демпфирует вибрации тел качения. Гидродина­ мическая смазка должна препятствовать износу и заеданию, кото­ рые возможны между телами качения, сепаратором и дорожками качения. Сухое трение приводит к увеличению шума. Особенно это возможно при низких температурах.

2.Не следует закладывать слишком большое или недостаточ­ ное количество смазки в масляную камеру. Камера должна быть заполнена на 50%.

3.Не должно быть шлака на дорожках качения оборм под­ шипников, накопившегося вследствие окисления смазки, либо длительной эксплуатации. Особенно это возможно, когда темпе­ ратура колец выше температуры смазки. Поэтому важно, чтобы конструкция подшипника позволяла производить замену смазки

стщательной промывкой подшипника от следов старой отработан­ ной смазки. Особенно это важно для судовых машин, где такую замену желательно производить без разборки подшипникового

узла.

Перерождение смазки и ее затвердевание наблюдалось в маши­ нах с подшипниковыми токами.

Смазка должна обеспечивать стабильность своих свойств при консервации и хранении машины до ввода ее в эксплуатацию. От этого будет зависеть сохранение виброакустических характе­

в неблагоприятных условиях может распасться на составляющие. Выделяющийся в результате окисления смазки лаковый осадок вызывает шероховатость дорожек качения, снять которую можно только тщательной промывкой подшипников.

1 4 7

Требования к уплотнениям подшипников. Тип и конструкция уплотнения зависят от требований, предъявляемых к машине

вцелом, по защите от окружающей среды (пыль, влага, пары кислот).

Правильно сконструированное уплотнение должно удовлетво­ рять следующим требованиям:

1.Не допускать проникновения пыли, влаги и паров кислот

вполость подшипника.

2.Не допускать вытекания жидкой фракции смазки из полости подшипника.

3.Обеспечивать при щелевом уплотнении отсутствие задева­ ния уплотнения за вал; при трущемся уплотнении — отсутствие сухого трения и больших потерь в уплотнении.

Неудовлетворительная работа уплотнений сказывается на спектре вибрации. Обычно задевание щелевого уплотнения вы­ зывает повышение вибрации и уровня громкости шума на низких частотах. При трущемся уплотнении большой натяг и отсутствие

смазки в некоторых машинах вызывали повышение вибрации в средней полосе частот 300—1000 гц. Интенсивность этой вибрации падает по мере приработки уплотнений.

Транспортировка и хранение. Малошумные машины требуют осторожного обращения при транспортировке и хранении.

по железной дороге, особенно на далекие расстояния, возможно бринелирование дорожек качения шарико- и роликоподшипников. Бринелирование подшипников может также возникнуть в резуль­ тате длительного воздействия вибрации фундамента на невращаю­ щуюся' машину. Одним из возможных способов устранения бринелирования подшипников является установка машины на амор­ тизаторы.

9-3. источники ВИБРАЦИЙ подшипников качения

При изготовлении деталей подшипников имеют место отклоне­ ния геометрических форм и размеров в пределах допусков норми­ рованных соответствующими ГОСТ. Этими отклонениями в зна­ чительной мере обусловлены вибрация и шум подшипников.

Наиболее существенными из них являются: радиальный и осевой бой колец; овальность, гранность и конусность колец; разноразмерность шариков; овальность и гранность шариков; до­ пуски в гнездах сепараторов; волнистость и шероховатость до­ рожек качения.

Рассмотрим более подробно указанные источники вибрации.

1. Радиальный бой внутреннего кольца подшипника вызывает вибрации, подобные остаточному небалансу ротора. Радиальный бой наружных колец нарушает соосность в подшипниковых узлах.

148

Боковое биение торцов внутренних и наружных колец вызвано их непараллельностью, которая приводит к перекосу внутреннего кольца относительно наружного при установке подшипника в ма­ шину. Величина указанного боя тем меньше, чем выше прецизион­

класса Н и 0,25 от допуска на диаметр для подшипников класса точности С. Овальность колец является причиной вибрации с двой­ ной частотой вращения

3. Частота вибрации возбуждаемой разноразмерностью шари­ ков зависит от скорости вращения сепаратора и конкретного рас­ пределения разноразмерных шариков в подшипнике.

При равномерном чередовании в подшипнике шариков боль­ шого и малого размера эта частота будет

где гг и г2 — радиусы дорожек качения внутреннего и наружного

точности подшипников. Для класса точности С она в 5 раз меньше, чем для подшипников класса Н. Частота вибрации, вызванная гранностью тел качения,

где D 0— диаметр по центрам тел качения; dm— диаметр тел ка­

источником вибрации подшипников. Чрезмерно большие зазоры приводят к смещению сепаратора на величину зазора и появлению вибрации частотой

f = «*• <м >

Такую же частоту имеет неуравновешенность сепаратора. Малые зазоры могут быть причиной залегания шариков и наруше­ ния кинематики вращения подшипника, что также вызывает по­ вышенный шум.

149

6. Возникающие в подшипниковых узлах динамические импульсы от волнистости не имеют периодического характера. Частота и спектр вибраций, обусловленный этими причинами, нестабильны. Составляющие этого шума лежат преимущественно в области высоких частот. Некоторые фирмы рекомендуют при­ менительно к дорожкам качения шариковых подшипников вол­ нистостью считать углубления, превышающие 0,1 мкм с длиной волны, соизмеримой с радиусом шариков.

Частота, обусловленная волнистостью, равна

где т — число волнистостей по окружности дорожки качения внутреннего или наружного кольца.

Шероховатость поверхностей качения имеет меньшее значение в шумообразовании подшипников из-за малого расстояния между отдельными выступами по сравнению с радиусами шариков.

Кроме указанных причин возможны локальные дефекты на дорожках качения.

К числу таких дефектов можно отнести местное бринелирование дорожек качения при транспортировке машин по железной дороге.

'Частота этой вибрации

где 62 — число дефектов на дорожках качения.

Знак минус принимается при наличии дефектов на внутрен­ нем кольце, а знак плюс — при наличии дефектов на наружном кольце.

Вибрация подшипников возбуждается также периодическими изменениями жесткости подшипника при перекатывании тел ка­ чения.

На уровень вибрации с этой частотой кроме жесткости колец влияют радиальный зазор и величина нагрузки на подшипник.

Все указанные выше причины вибрации подшипников и ча­ стоты, вызванные теми или иными источниками, трудно обнару­ живаются в спектре вибрации машины.

Произведенные измерения вибрации наружных колец под­ шипников при их обособленной работе вне машины показывают, что между отдельными подшипниками одного и того же типа и размера существует большой разброс спектров. Это указывает на то, что существующее оборудование не позволяет изготовить под­

150