(高清版)GB∕T 24610.1-2019 滾動(dòng)軸承 振動(dòng)測(cè)量方法 第1部分：基礎(chǔ)

ICS21.100.20GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015代替GB/T24610.1—2009滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量方法(ISO15242-1:2015,IDT)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015 I Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 3 6 7 98測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定和鑒定評(píng)估 附錄A(資料性附錄)需要考慮彈簧加載傳感器的接觸諧振問題 附錄B(資料性附錄)位移、速度和加速度幅值的相關(guān)性 附錄C(資料性附錄)心軸徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)的測(cè)量 GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:GB/T24610《滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量方法》分為4個(gè)部分：——第1部分：基礎(chǔ)；——第2部分：具有圓柱孔和圓柱外表面的向心球軸承；——第3部分：具有圓柱孔和圓柱外表面的調(diào)心滾子軸承和圓錐滾子軸承；——第4部分：具有圓柱孔和圓柱外表面的圓柱滾子軸承。本部分為GB/T24610的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T24610.1—2009《滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量方法第1部分：基礎(chǔ)》,與GB/T24610.1—2009相比，主要技術(shù)變化如下：——修改了“振動(dòng)”“傳感器”的定義和“均方根”的縮寫形式(見3.2、3.3、3.7,2009年版的3.3、3.4、3.13);——增加了術(shù)語(yǔ)“尖銳脈沖”“脈沖”及其定義(見3.9、3.10);——修改了測(cè)量程序的部分要求(見5.2、5.5,2009年版的5.2、5.5);——修改了測(cè)量和評(píng)定方法的部分要求(見6.2、6.3、6.5,2009年版的6.2、6.3、6.5);——修改了部分圖形(見圖4、圖5、圖6,2009年版的圖2、圖3、圖4);——修改了軸承的測(cè)量條件部分內(nèi)容(見7.1,2009年版的7.1); 修改了測(cè)試裝置條件的部分要求(見7.3.2009年版的7.3):——?jiǎng)h除了“對(duì)操作者的要求”(見2009年版的7.4);——修改了系統(tǒng)性能評(píng)估的要求(見8.3,2009年版的8.3);——增加了資料性附錄B“位移、速度和加速度幅值的相關(guān)性”和資料性附錄C“心軸徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)的測(cè)量”。本部分使用翻譯法等同采用ISO15242-1:2015《滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量方法第1部分：基礎(chǔ)》。與本部分中規(guī)范性引用的國(guó)際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國(guó)文件如下：——GB/T1800.2—2009產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)極限與配合第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和孔、軸極限偏差表(ISO286-2:1988,MOD) GB/T2298—2010機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)詞匯(ISO2041:2009,IDT)——GB/T6930—2002滾動(dòng)軸承詞匯(ISO5593:1997,IDT)本部分由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國(guó)滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC98)歸口。本部分起草單位：杭州軸承試驗(yàn)研究中心有限公司、洛陽(yáng)軸承研究所有限公司、福建省永安軸承有限責(zé)任公司、慈興集團(tuán)有限公司、環(huán)馳軸承集團(tuán)有限公司、重慶長(zhǎng)江軸承股份有限公司、新昌縣開源汽車軸承有限公司、浙江美亞特精密機(jī)械有限公司、捷姆軸承集團(tuán)有限公司、大連柏盛源科技有限公司。侯永強(qiáng)、張冬冬。本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：——GB/T24610.1—2009。ⅡGB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)是其一個(gè)重要運(yùn)轉(zhuǎn)特性。振動(dòng)會(huì)影響裝有軸承的機(jī)械系統(tǒng)的性能，當(dāng)振動(dòng)滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)是與運(yùn)轉(zhuǎn)條件有關(guān)的一種復(fù)雜的物理現(xiàn)象。在某一組條件下測(cè)量的單套軸承的振動(dòng)值并不一定表征不同的條件下或該軸承成為一較大部件中的一個(gè)零件時(shí)的振動(dòng)值。評(píng)定裝有學(xué)環(huán)境的影響?？諝庠肼暋狦B/T24610(所有部分)定義為任何令人不愉快的、不希望有的聲音，由最終導(dǎo)致空氣噪聲產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)源。GB/T24610(所有部分)僅列入了經(jīng)過選擇的軸承結(jié)構(gòu)振動(dòng)的測(cè)量本部分定義和規(guī)定了被測(cè)的物理量以及在測(cè)試裝置上測(cè)量滾動(dòng)軸承振動(dòng)時(shí)的一般測(cè)試條件和環(huán)境沒有任何一組表征軸承振動(dòng)的數(shù)值能夠?qū)λ锌赡艿氖褂脳l件下的軸承振動(dòng)性能進(jìn)行評(píng)定。最終，還只將某些適用范圍十分廣泛的方法確立為標(biāo)準(zhǔn)方法。本部分規(guī)定了振動(dòng)測(cè)量的一般原則，具有圓柱孔和圓柱外表面的不同類型的軸承振動(dòng)評(píng)定方法的詳細(xì)內(nèi)容將在GB/T24610的其他部分規(guī)定。1GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量方法第1部分：基礎(chǔ)GB/T24610的本部分規(guī)定了在所確立的測(cè)試條件下，旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承的振動(dòng)測(cè)量方法以及相關(guān)ISO286-2產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)線性尺寸公差I(lǐng)SO代號(hào)體系第2部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)和孔、軸極限偏差表[Geometricalproductspecifications(GPS)—ISOcodesystemfortolerancesonlinearsizes—Part2:Tablesofstandardtoleranceclassesandlimitdeviationsforholesandshafts]ISO2041:2009機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)詞匯(Mechanicalvibration,shockandconditionmonitoring—Vocabulary)ISO5593滾動(dòng)軸承詞匯(Rollingbearings—Vocabulary)ISO2041和ISO5593界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1[源自ISO2041:2009的2.1,做了修改]3.3注1:輸出通常是電參數(shù)。注2:不推薦使用英語(yǔ)術(shù)語(yǔ)“pick-up”。2GB/T24610.1—2019/ISO1524[源自ISO2041:2009的4.1,做了修改——增加了注3和注4]標(biāo)稱上、下截止頻率nominalupperandlowercut-offfrequencies3.7Vrms(t)注1:均方根值也適用于位移和加速度。[源自ISO2041:2009的2.32]振幅單次明顯、快速的瞬態(tài)變化，且超出了信號(hào)的一般水平。3GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015圖1時(shí)域中的尖銳脈沖現(xiàn)象3.10脈沖plus4基本概念圖3顯示了軸承振動(dòng)測(cè)量的基本要素及影響測(cè)量的因素。圖3中的數(shù)字對(duì)應(yīng)于本部分的各條4GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20155.15.1振動(dòng)測(cè)量的基本原理5.2旋轉(zhuǎn)頻率5.3軸承旋轉(zhuǎn)軸線的方位5.4軸承載荷5.5傳感器測(cè)量程序4.2旋轉(zhuǎn)軸線的特性4.3軸承運(yùn)動(dòng)誤差4.4軸承振動(dòng)7.3.1主軸/心軸的剛度7.3.2加載機(jī)構(gòu)7.3.3軸承外加載荷的大小和對(duì)中精度7.3.4傳感器的軸向位置和測(cè)量方向7.3.5心軸7.3.6其他6.1測(cè)量的物理量6.2頻域6.3時(shí)域6.4傳感器頻率響應(yīng)和濾波器特性6.5時(shí)間-平均法6.6測(cè)試步驟測(cè)量標(biāo)定8.2系統(tǒng)部件的標(biāo)定8.3系統(tǒng)性能評(píng)估7.2測(cè)試環(huán)境條件環(huán)境被測(cè)軸承7.1.1預(yù)潤(rùn)滑軸承7.1.2非預(yù)潤(rùn)滑軸承其他4.2旋轉(zhuǎn)軸線的特性旋轉(zhuǎn)軸承可為一機(jī)器零件相對(duì)另一零件旋轉(zhuǎn)提供旋轉(zhuǎn)軸線，并可承受徑向和/或軸向載荷。一旋轉(zhuǎn)——徑向平移運(yùn)動(dòng)，即在通過旋轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)或兩個(gè)相互垂直平面內(nèi)的平移運(yùn)動(dòng)，見圖4c)和圖4d);——角向傾斜運(yùn)動(dòng)，即在通過旋轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)或兩個(gè)相互垂直平面內(nèi)的角向運(yùn)動(dòng)，見圖4f)和圖4g)。理想狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)軸承在旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)外加載荷是沒有阻力(即零摩擦力矩)的。根據(jù)外加載荷的5GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015AB——Z基準(zhǔn)軸線；圖4旋轉(zhuǎn)軸線六個(gè)自由度的示意圖4.3軸承運(yùn)動(dòng)誤差軸承共有五個(gè)非旋轉(zhuǎn)自由度，可設(shè)計(jì)在任何一個(gè)非旋轉(zhuǎn)自由度上承受載荷。旋轉(zhuǎn)軸承的旋轉(zhuǎn)軸線在五個(gè)非旋轉(zhuǎn)自由度的任一個(gè)自由度上的位移即為軸承的運(yùn)動(dòng)誤差。這包括與軸承旋轉(zhuǎn)有關(guān)的任何位偏差。旋轉(zhuǎn)軸承的運(yùn)動(dòng)誤差是由于軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軸承內(nèi)部各表面幾何形狀不理想造成的。幾何形狀不理想可能是軸承零件固有的特性(例如，加工表面的形狀誤差),也可能是由于軸承在裝配或安裝過程中軸承零件發(fā)生變形造成的。4.4軸承振動(dòng)引起軸承運(yùn)動(dòng)誤差的因素同樣也可引起軸承零件的動(dòng)態(tài)振動(dòng)。振動(dòng)是由運(yùn)動(dòng)誤差引起位移的結(jié)果，但還需考慮與加速度有關(guān)的慣性力的作用，以及軸承或安裝的剛隨時(shí)間變化的軸承零件的變形、若干不可預(yù)期的滾動(dòng)體和保持架運(yùn)動(dòng)形式以及保持架相對(duì)于滾動(dòng)體或套圈的周期性位移也會(huì)引起內(nèi)部力。在特定環(huán)境(例如，旋轉(zhuǎn)速度和施加載荷)下，振動(dòng)由運(yùn)動(dòng)誤差引起。軸承振動(dòng)能影響機(jī)械系統(tǒng)的性能，并可使包括軸承在內(nèi)的系統(tǒng)產(chǎn)生空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲。6GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20155測(cè)量程序力型傳感器。傳感器安裝在一個(gè)軸承套圈一規(guī)定點(diǎn)上，或安裝在與一個(gè)軸承套圈機(jī)械式連接在一起的測(cè)試裝置上的一個(gè)機(jī)械零件的一規(guī)定點(diǎn)上。應(yīng)規(guī)定傳感器相對(duì)于一參照系的作用線(即軸向或徑向)。條件下的軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)。測(cè)量程序可以用框圖表示，如圖3所示，它是各個(gè)要素的組合。本部分的相應(yīng)條款給出了測(cè)量程序各個(gè)要素的詳細(xì)內(nèi)容。5.2旋轉(zhuǎn)頻率軸承振動(dòng)測(cè)量時(shí)外圈靜止，內(nèi)圈以一恒定旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)頻率與軸承的尺寸和結(jié)構(gòu)有關(guān)(見GB/T24610的特定類型部分);或者，測(cè)量時(shí)軸承也可以內(nèi)圈靜止，外圈旋轉(zhuǎn)。在測(cè)量過程中，靜止套圈允許有小量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在測(cè)試過程中，實(shí)際旋轉(zhuǎn)頻率不應(yīng)超過標(biāo)稱旋轉(zhuǎn)頻率的1%。5.3軸承旋轉(zhuǎn)軸線的方位遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其自重。5.4軸承載荷5.5傳感器所測(cè)參量為被測(cè)套圈的徑向或軸向振動(dòng)。機(jī)電傳感器將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成以位移、速度或加速度為當(dāng)使用接觸式傳感器時(shí)，應(yīng)注意保證傳感器不能影響被測(cè)套圈的振動(dòng)。但這種接觸又需要足夠牢動(dòng)是通過與被測(cè)套圈接觸的傳感器觸頭來傳遞的，還應(yīng)考慮接觸諧振的出現(xiàn)(參見附錄A)。呈現(xiàn)的信號(hào)應(yīng)為速度，因?yàn)樗梢栽诤軐挼念l率范圍內(nèi)提供最佳的分辨率。被測(cè)套圈的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)是不同頻率的各種幅值位移的復(fù)雜疊加。盡管可能會(huì)有較大的單一幅值存在，甚至是在較高頻率時(shí)也由于聲壓與表面上的速度信號(hào)成比例，所以速度型傳感器應(yīng)優(yōu)先選取。所選取的傳感器應(yīng)能夠提供足7GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20156測(cè)量和評(píng)定方法6.1測(cè)量的物理量測(cè)量時(shí)設(shè)定的物理量為均方根振動(dòng)速度，vm.(μm/s)。根據(jù)軸承類型，測(cè)量方向可為徑向或者軸向。6.2頻域速度信號(hào)應(yīng)在一個(gè)或多個(gè)頻帶內(nèi)分析，頻帶的范圍取決于主軸的旋轉(zhuǎn)頻率。對(duì)于1800min-(30s-1)的旋轉(zhuǎn)頻率，頻帶的范圍是從50Hz～10000Hz,具體頻率范圍在GB/T24610的其他部分中振動(dòng)信號(hào)的窄帶頻譜分析可作為補(bǔ)充選項(xiàng)。6.3時(shí)域被測(cè)軸承中的表面缺陷和/或污染常常造成時(shí)銳脈沖的檢測(cè)作為一種補(bǔ)充選項(xiàng)?？梢圆捎貌煌脑u(píng)定方法。傳感器的頻率響應(yīng)應(yīng)在圖5規(guī)定的范圍內(nèi)。yX注：對(duì)于在不同于設(shè)定值(50Hz～10000Hz)范圍內(nèi)進(jìn)行的測(cè)量，最大允許區(qū)要做相應(yīng)的調(diào)整。例如，如果在最大允許區(qū)。圖5中傳感器的最低頻率響應(yīng)要求應(yīng)包括放大器的補(bǔ)償輸出信號(hào)。差應(yīng)小于10%。8GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015傳感器的靈敏度：與信號(hào)處理匹配的傳感器的靈敏度應(yīng)限定在±5%以內(nèi)。信號(hào)處理的濾波器特性應(yīng)在圖6規(guī)定的帶通濾波器極限范圍內(nèi)。低于下截止頻率(fiow)64%的所有頻率及高于上截止頻率“推薦區(qū)。圖6濾波器特性6.5時(shí)間-平均法0.5s內(nèi)的有代表性的時(shí)間-平均值的讀數(shù)。所謂穩(wěn)定，是指在平均值附近只有偶然的隨機(jī)波動(dòng)。最小時(shí)間平均周期與主軸的旋轉(zhuǎn)頻率成反比。均方根檢波器的精度應(yīng)在讀數(shù)的±5%以內(nèi)，且波峰因數(shù)高達(dá)5。6.6測(cè)試步驟測(cè)量應(yīng)在所要求的位置點(diǎn)上進(jìn)行。各種類型軸承的詳細(xì)規(guī)定見GB/T24610的其他部分。對(duì)于可接收的軸承，在相應(yīng)頻率范圍內(nèi)的最大振動(dòng)示值應(yīng)在制造廠與用戶協(xié)商的極限值內(nèi)。9GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20157測(cè)量條件7.1軸承的測(cè)量條件的潤(rùn)滑油進(jìn)行充分潤(rùn)滑。7.2測(cè)試環(huán)境條件軸承應(yīng)在不影響振動(dòng)的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。7.3測(cè)試裝置條件性參照系。在使用的頻帶范圍內(nèi)，主軸/心軸和軸承之間振動(dòng)的傳遞與所測(cè)量的振動(dòng)速度相比，可以忽略不計(jì)。特定軸承類型的詳細(xì)規(guī)定按GB/T24610的其他部分。特定軸承類型的詳細(xì)規(guī)定按GB/T24610的其他部分。用于安裝軸承內(nèi)圈的心軸圓柱表面，其外徑公差應(yīng)符合ISO286-2中f5級(jí)的規(guī)定，且具有最小的應(yīng)控制徑向和軸向跳動(dòng)，以便不影響測(cè)試。跳動(dòng)應(yīng)采用附錄C給出的裝置進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量系統(tǒng)包括有附加的振動(dòng)源，例如，驅(qū)動(dòng)電機(jī)或油泵馬達(dá)，這些振動(dòng)源將會(huì)影響測(cè)量更多信息在GB/T24610的其他部分給出。GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20158測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定和鑒定評(píng)估應(yīng)遵守已建立的標(biāo)定程序。軸承振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中需要標(biāo)定的基本元件如下：——使軸承旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)單元；——軸承加載單元；——將軸承振動(dòng)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的傳感器；測(cè)量系統(tǒng)中的每一部分應(yīng)保持其原來設(shè)計(jì)的性能狀態(tài)，并能在所控制的條件下進(jìn)行校正。校正或標(biāo)定應(yīng)能追溯到國(guó)際測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。以下是每個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的主要標(biāo)定和確認(rèn)項(xiàng)目：a)驅(qū)動(dòng)單元：2)主軸的運(yùn)動(dòng)誤差和殘留振動(dòng)；b)加載單元：1)載荷大??；2)加載方向的對(duì)中；3)加載點(diǎn)的位置。c)傳感器：1)靈敏度和幅值線性度；2)頻率響應(yīng)；3)方向和位置。2)頻率特性；3)儀表或數(shù)字顯示器的指示精度。使用同一測(cè)量設(shè)備和測(cè)試參數(shù)對(duì)三套軸承進(jìn)行測(cè)量：——選擇經(jīng)過適當(dāng)潤(rùn)滑的基準(zhǔn)軸承；——測(cè)量始終是在軸承相同的方位上進(jìn)行；——基準(zhǔn)軸承始終沿同一方向旋轉(zhuǎn)；——用至少3套不同的基準(zhǔn)軸承重復(fù)測(cè)量至少10次。對(duì)于這三套軸承，三個(gè)頻帶的測(cè)量重復(fù)性應(yīng)在每套軸承平均測(cè)值的±15%以內(nèi)。GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015(資料性附錄)需要考慮彈簧加載傳感器的接觸諧振問題A.1接觸力如果傳感器是用彈簧加載，則接觸力要大于m×a(m為運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量，a為所測(cè)的最大加速度),以防止傳感器與被測(cè)套圈脫離接觸。A.2接觸諧振變得更為復(fù)雜，因?yàn)榇藭r(shí)觸頭的作用就像具有變剛度的彈簧一樣，剛度隨載荷的增加而增大。E值越高，傳感器觸頭半徑r越大，則響應(yīng)頻率f的值就越大。表A.1給出了一些例子，如半球形傳感器觸頭(E=600GPa)與傳感器一起構(gòu)成總運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m以靜態(tài)力F壓在被測(cè)套圈(E=200GPa)表面上，此時(shí)得出的f值。表A.1接觸諧振頻率111511151115GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20151GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015(資料性附錄)千分表1[圖C.1中的d]]與軸承安裝面(除軸承的越程槽和引導(dǎo)面以外的任何位置)接觸，且垂直千分表2[圖C.1中的e]]與心軸軸肩(除越程槽和倒角以外