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改进球轴承用不锈钢以
降低噪声和振动
〕秋广均夫等
引言
轴承振动可认为是结构传递,并根据参
几十年来,由于440c不钙钢具有耐腐蚀照テ?以轴承套选择点在转定方向上的
和可淬硬性,所以它一直是制造仪器球軸
动来測量。实际上,是使轴承内圈以1800r
承最完美的材料。然而,40c中的碳和Cr的i?的转速旋转,在外圈轴向方向加恒定的
含量高,热处理达到要求硬度时会产生相当轴向负荷并放置一只电传感器与静止外圈相
大的-次碳化戦、这些碳化物会使套圈削接触来量轴承的振动。噪肖是邦空气传播
和精加工不能获得满意的加币。在某些的声音、轴承产生的南音应在特定的声学坏
场合,当轴承的噪声和振动为主要关心的对境中测量。 MINEBEA的标洧方法是把轴
象时,由于这些磯化物存在,440c钢制造的轴承安装在录像机磁戴中,桥祕鼓置于声学实
承完全不能满足要求的噪声水平。这競是为验室内,把话简拔标准的距离和方向对准声
什么计算机存储璲盘驱动器虽有耐腐侠的要原来测量轴承的噪声
求而不用440c钢,宁可采用52100钢的原因。
抽承中的噪声和振动源主要可归因于下
录像机中的轴承,因噪声和振动而不能采用述凡方面
440c钢则是另ー例证。
a、滚道表币根度
由于在一些敏感的应用中,噪声和报动
b、滚道的几何形状
与材料440c有关,所以对一系列可能的代用
滚道表面峽陷
材料着手调査。看来一种含碳07和含Cr13
d、润滑剂的机械性质
的刮须刀材料很有前途,从其用途推断它有
e、滑剂中的外来杂质
很好的耐蚀性能并从峰利刃口推断它有很好
这些激动所展开的振动是以草个内、外
的精加工性能。初步酚究表明这种材料可与圈特定诺振颏ψ基础的,还形成轴承所有
440C美。
零件组成的振动系统。图1列举了用52100钢
球轴承的噪声和振动
制造的内径为6mm、外径为15mm、宽度
AFBMA·NO13章规定了测量球轴承
为5mm的标准球軸承,转速为1800r/min
时的功率谱。第一个峰值A表示把整个舳
噪声和振动的基本定义和要求。員然,AF承作为质量系绽时的谐振频率,第二个峰
BMA承认噪声和張动是一种复杂的物理现值B表明对应于男一个套圈的诏派领率
象;但没有一种最佳试验方案能满足所有轴
承使用者和制造者的要。
影响丧面粗糍度和形成表面不希望的叫
不平点的决定西素之ー是枯料内部的一次
美国氯动執承遺离协会
碳化物。虽然碳化物是材料具有淬硬性的要
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害问题,钽形成大的磁化会使精加工十分52100钢制造郎轴承声大1~12dB,即
困难。图2(略)可看出凸出在沟道裴面上大约相当手人耳听觉响度的三倍。
的碳化物。在这里,精加工过程切削掉的材
料基体部份要比切掉的化物多,所以碳化
新材料的特性
物凸出在表匝上。
选择代替440c的候选者落到低磯和低铬
图3(略)掲示了440c和52100套在严的马氏体不范畴。的合量是由硬度和
格控制磨削和超精工艺条件下所得到的平滑
耐磨性两方的试验數据来决定的,要照顺
度和圆度之间的差別。40c能获得的最好圆到硬度与一次磁化物大小之间关系的均衡
度为0.3pm。其部分原因是由于磨砂轮难图5所示为硬度、耐磨性与碳和铬含量之间
以保持在最佳切削状态。秒轮对由材料中大的关系。还础究了要获得必要的硬度和延伸
粒度的碳化物引起村料表画的变化较为敏性与硅和锰含量的关军。表1阐述了这种新
感求
材料的主要化学成份并把它称作DD材料。
这种材料经下述热处理可得HRC60的硬
度,与440c的热处理工艺基木相同。
试盈件
贡梢、6.5h9
度:97m
距:200
SE 4OXN
2
=ext
51一1560轴录的功率谱
蜜2m竹
foko
fcx 60mn. A C
:45撮和含量对硬皮和世性的
。1DD料的化学成份
C
S
2m 5EC
0.650.35ax「0.7010.03max10.02max13.00
84在示波盟上观察球轴示的跟
1050℃保温8分钟,油淬
图4是在示波器上监控比较52
78℃保温60分钟,冷处理;
440c不锈钢的峰一峰值振动。图中可置出明
160℃保温60分钟,回火。
显的差别,52100钢峰一峰值为0.02V,而
在环境温度130~250℃条件下,对这种
440c钢峰一峰值为0.058V。用 MINE BE A材料的硬度咨低进行了否究,图6表示440
的标准噪吉测试方法测量录像机禨戴类似
与DD材料的硬度变化曲线,当温度达到
的差别同样可以观察到,用440c钢要比用180℃时DD材料的硬度可保持在HRC5
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