滚动轴承如何实现减振降噪提高寿命的目标

1、概述
轴承行业“十五”发展规划纲要确定了中国轴承行业总体发展目标，所确定的技术攻关任务主要有两个，一是提高轴承寿命与可靠性，二是滚子轴承减振降噪。对于滚动体，“十五”攻关的重点是围绕轴承攻关的两大任务，认真分析我国滚动体的制造水平和质量水平，针对影响轴承寿命振动噪声的主要因素，解决滚动体关键制造技术，与轴承制造厂紧密配合，全面提升滚动体的质量，实现滚子轴承减振降噪，提高轴承的寿命和可靠性。
在对滚动体产品水平、质量水平、装备水平和检测仪器水平与检测方法，以及磨料磨具、工装和磨削液等方面的情况调研的基础上，针对滚动体专业制造水平和存在的问题，提出滚动体需进行的技术攻关和采取的措施。
2、提高滚动体的寿命和可靠性
2.1 国内外滚动体寿命的现状
滚动体对轴承寿命的影响在理论上仅次于内圈排第2位，在国家轴承质量监督检验中心近三年监督抽查寿命试验中，
滚动体破坏占轴承失效套数的比例分别为：2000年为80％，2001年为36％，2002年为31％，虽然在逐步减低，但比例仍相当高，而国外名牌产品因滚动体破坏而失效的比例却较低，甚至在有些试验中为零。
2002年底国家轴承质量监督检验中心，对国内外几个型号的轴承进行的寿命对比试验结果为：深沟球轴承6208、6304、6307、6311寿命试验情况为，四个型号九组轴承中，有一个型号好于国外（SKF、NSK）样品，三个型号寿命低于国外样品；国内6208、6304、6307可靠度Re小于90％，在所试验的77套国内轴承中，钢球失效的轴承8套，在试验的73套国外轴承中，钢球未发生失效。同时所试验的摩托车用63/28轴承共试验九组，K从1～25，有4组K＞12，Re＞90％。所试验的圆锥滚子轴承K为1.33～3.65，可靠度Re为90～99.99％。可以看出国内滚动体寿命和可靠性与国外仍有差距，但同时，经过滚动体行业的不断努力，也具有了一定质量水平。
2.2 影响滚动体寿命的主要因素
从导致滚动体破坏的原因分析，主要是：
（1）原材料钢材的成分、夹杂和组织疏松及质量；
（2）滚动体硬度；
（3）滚动体金相显微组织；
（4）滚动体表面形貌和质量；
（5）滚动体表面应力状态；
（6）滚动体表面浸润性及润滑膜；
（7）滚动体表面磨削烧伤和软点；
（8）滚动体精度等级；
（9）滚子凸型、凸度值达不到设计要求；
（10）滚子分组差。
2.3 提高滚动体寿命的对策
针对影响滚动体寿命的因素，组织滚动体专业生产企业、科研院所、大专院校和相关企业，在实施滚动体行业“十五”科技发展规划的基础上，提高滚动体原材料钢材的质量，采用先进的滚动体热处理工艺，控制滚动体硬度、金相显微组织等热加工质量，开发高效滚动体表面强化机，探讨强化机理和方法，继续深入推广滚动体表面强化工艺，优化和完善滚动体加工工艺，加强滚动体表面形貌和研磨切削机理的分析研究，加强滚动体表面应力分析及相关研究。
重点进行以下与滚动体寿命密切相关的关键技术的联合攻关：
（1）提高滚动体原材料钢材质量及相关技术研究
（2）滚动体热处理工艺优化与质量控制研究
（3）高效滚动体表面强化机的开发
（4）滚动体表面强化工艺的优化与推广
（5）树脂砂轮磨研钢球工艺的优化与推广
（6）滚动体表面形貌对轴承寿命性能影响的研
（7）滚动体表面应力分析与研究
（8）滚动体表面浸润性与润滑膜形成机理研究
（9）滚动体表面缺陷控制理论和缺陷控制方法的研究
（10）滚动体寿命试验方法的探讨与研究
（11）滚子凸度定量加工工艺研究
3、提高滚子公差等级，降低滚子振动
球轴承的减振降噪，经过轴承行业“九五”技术攻关，取得了明显效果。滚子轴承的减振降噪，首先在电机行业，继而在汽车等行业要求越来越严格，也越来越迫切。但与球轴承相比，滚子轴承的减振降噪工作一直比较薄弱，质量水平一直在低水平徘徊，与国外名牌产品差距较大，在2000年以来国家轴承质量监督检验中心完成的圆锥滚子轴承振动检测试验中，2000年共抽查20个型号，振动合格率55％，2001年共抽查20个型号，振动合格率70％，2002年共抽查14个型号，振动合格率64％，但振动加速度和振动速度在Z、Z1组、V组，与国外SKF产品相比，振动加速度差一级，振动速度差二级。滚子精度国内普遍在Ⅲ级水平，部分Ⅱ级，国外滚子公差等级在0级、Ⅰ级，国内滚子精度与国外至少差二级，在滚子制造技术，保证工艺稳定性、提高滚子精度等方面仍需作大量的工作。
3.1 国内滚子制造存在的主要问题及与国外先进水平的差距
3.1.1 滚子产品设计和工艺编制
我国在滚子设计、工装设计、工艺编制和检测规程等方面，受线性思维模式的束缚，在设计思想和设计理念上存在差距，缺乏创新求变的意识、认真细致的研究和系统的综合分析，滚子产品的设计基本停留在50～60年代水平，同时设备、工装、原材料、管理水平、工序质量控制能力.