(高清版)GB∕T 24610.1-2019 滚动轴承 振动测量方法 第1部分：基础

ICS21.100.20GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015代替GB/T24610.1—2009滚动轴承振动测量方法(ISO15242-1:2015,IDT)国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015 I Ⅱ 2规范性引用文件 3术语和定义 3 6 7 98测量系统的标定和鉴定评估 附录A(资料性附录)需要考虑弹簧加载传感器的接触谐振问题 附录B(资料性附录)位移、速度和加速度幅值的相关性 附录C(资料性附录)心轴径向跳动和轴向跳动的测量 GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:GB/T24610《滚动轴承振动测量方法》分为4个部分：——第1部分：基础；——第2部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承；——第3部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的调心滚子轴承和圆锥滚子轴承；——第4部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承。本部分为GB/T24610的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分代替GB/T24610.1—2009《滚动轴承振动测量方法第1部分：基础》,与GB/T24610.1—2009相比，主要技术变化如下：——修改了“振动”“传感器”的定义和“均方根”的缩写形式(见3.2、3.3、3.7,2009年版的3.3、3.4、3.13);——增加了术语“尖锐脉冲”“脉冲”及其定义(见3.9、3.10);——修改了测量程序的部分要求(见5.2、5.5,2009年版的5.2、5.5);——修改了测量和评定方法的部分要求(见6.2、6.3、6.5,2009年版的6.2、6.3、6.5);——修改了部分图形(见图4、图5、图6,2009年版的图2、图3、图4);——修改了轴承的测量条件部分内容(见7.1,2009年版的7.1); 修改了测试装置条件的部分要求(见7.3.2009年版的7.3):——删除了“对操作者的要求”(见2009年版的7.4);——修改了系统性能评估的要求(见8.3,2009年版的8.3);——增加了资料性附录B“位移、速度和加速度幅值的相关性”和资料性附录C“心轴径向跳动和轴向跳动的测量”。本部分使用翻译法等同采用ISO15242-1:2015《滚动轴承振动测量方法第1部分：基础》。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：——GB/T1800.2—2009产品几何技术规范(GPS)极限与配合第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表(ISO286-2:1988,MOD) GB/T2298—2010机械振动、冲击与状态监测词汇(ISO2041:2009,IDT)——GB/T6930—2002滚动轴承词汇(ISO5593:1997,IDT)本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国滚动轴承标准化技术委员会(SAC/TC98)归口。本部分起草单位：杭州轴承试验研究中心有限公司、洛阳轴承研究所有限公司、福建省永安轴承有限责任公司、慈兴集团有限公司、环驰轴承集团有限公司、重庆长江轴承股份有限公司、新昌县开源汽车轴承有限公司、浙江美亚特精密机械有限公司、捷姆轴承集团有限公司、大连柏盛源科技有限公司。侯永强、张冬冬。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：——GB/T24610.1—2009。ⅡGB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015滚动轴承旋转时的振动是其一个重要运转特性。振动会影响装有轴承的机械系统的性能，当振动滚动轴承旋转时的振动是与运转条件有关的一种复杂的物理现象。在某一组条件下测量的单套轴承的振动值并不一定表征不同的条件下或该轴承成为一较大部件中的一个零件时的振动值。评定装有学环境的影响。空气噪声——GB/T24610(所有部分)定义为任何令人不愉快的、不希望有的声音，由最终导致空气噪声产生的驱动源。GB/T24610(所有部分)仅列入了经过选择的轴承结构振动的测量本部分定义和规定了被测的物理量以及在测试装置上测量滚动轴承振动时的一般测试条件和环境没有任何一组表征轴承振动的数值能够对所有可能的使用条件下的轴承振动性能进行评定。最终，还只将某些适用范围十分广泛的方法确立为标准方法。本部分规定了振动测量的一般原则，具有圆柱孔和圆柱外表面的不同类型的轴承振动评定方法的详细内容将在GB/T24610的其他部分规定。1GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015滚动轴承振动测量方法第1部分：基础GB/T24610的本部分规定了在所确立的测试条件下，旋转的滚动轴承的振动测量方法以及相关ISO286-2产品几何技术规范(GPS)线性尺寸公差ISO代号体系第2部分：标准公差等级和孔、轴极限偏差表[Geometricalproductspecifications(GPS)—ISOcodesystemfortolerancesonlinearsizes—Part2:Tablesofstandardtoleranceclassesandlimitdeviationsforholesandshafts]ISO2041:2009机械振动、冲击与状态监测词汇(Mechanicalvibration,shockandconditionmonitoring—Vocabulary)ISO5593滚动轴承词汇(Rollingbearings—Vocabulary)ISO2041和ISO5593界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1[源自ISO2041:2009的2.1,做了修改]3.3注1:输出通常是电参数。注2:不推荐使用英语术语“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]标称上、下截止频率nominalupperandlowercut-offfrequencies3.7Vrms(t)注1:均方根值也适用于位移和加速度。[源自ISO2041:2009的2.32]振幅单次明显、快速的瞬态变化，且超出了信号的一般水平。3GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015图1时域中的尖锐脉冲现象3.10脉冲plus4基本概念图3显示了轴承振动测量的基本要素及影响测量的因素。图3中的数字对应于本部分的各条4GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20155.15.1振动测量的基本原理5.2旋转频率5.3轴承旋转轴线的方位5.4轴承载荷5.5传感器测量程序4.2旋转轴线的特性4.3轴承运动误差4.4轴承振动7.3.1主轴/心轴的刚度7.3.2加载机构7.3.3轴承外加载荷的大小和对中精度7.3.4传感器的轴向位置和测量方向7.3.5心轴7.3.6其他6.1测量的物理量6.2频域6.3时域6.4传感器频率响应和滤波器特性6.5时间-平均法6.6测试步骤测量标定8.2系统部件的标定8.3系统性能评估7.2测试环境条件环境被测轴承7.1.1预润滑轴承7.1.2非预润滑轴承其他4.2旋转轴线的特性旋转轴承可为一机器零件相对另一零件旋转提供旋转轴线，并可承受径向和/或轴向载荷。一旋转——径向平移运动，即在通过旋转轴线的一个或两个相互垂直平面内的平移运动，见图4c)和图4d);——角向倾斜运动，即在通过旋转轴线的一个或两个相互垂直平面内的角向运动，见图4f)和图4g)。理想状态下，旋转轴承在旋转方向上对外加载荷是没有阻力(即零摩擦力矩)的。根据外加载荷的5GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015AB——Z基准轴线；图4旋转轴线六个自由度的示意图4.3轴承运动误差轴承共有五个非旋转自由度，可设计在任何一个非旋转自由度上承受载荷。旋转轴承的旋转轴线在五个非旋转自由度的任一个自由度上的位移即为轴承的运动误差。这包括与轴承旋转有关的任何位偏差。旋转轴承的运动误差是由于轴承旋转时进行相对运动的轴承内部各表面几何形状不理想造成的。几何形状不理想可能是轴承零件固有的特性(例如，加工表面的形状误差),也可能是由于轴承在装配或安装过程中轴承零件发生变形造成的。4.4轴承振动引起轴承运动误差的因素同样也可引起轴承零件的动态振动。振动是由运动误差引起位移的结果，但还需考虑与加速度有关的惯性力的作用，以及轴承或安装的刚随时间变化的轴承零件的变形、若干不可预期的滚动体和保持架运动形式以及保持架相对于滚动体或套圈的周期性位移也会引起内部力。在特定环境(例如，旋转速度和施加载荷)下，振动由运动误差引起。轴承振动能影响机械系统的性能，并可使包括轴承在内的系统产生空气噪声和结构噪声。6GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20155测量程序力型传感器。传感器安装在一个轴承套圈一规定点上，或安装在与一个轴承套圈机械式连接在一起的测试装置上的一个机械零件的一规定点上。应规定传感器相对于一参照系的作用线(即轴向或径向)。条件下的轴承振动数据。测量程序可以用框图表示，如图3所示，它是各个要素的组合。本部分的相应条款给出了测量程序各个要素的详细内容。5.2旋转频率轴承振动测量时外圈静止，内圈以一恒定旋转频率旋转，旋转频率与轴承的尺寸和结构有关(见GB/T24610的特定类型部分);或者，测量时轴承也可以内圈静止，外圈旋转。在测量过程中，静止套圈允许有小量的旋转运动。在测试过程中，实际旋转频率不应超过标称旋转频率的1%。5.3轴承旋转轴线的方位远远大于其自重。5.4轴承载荷5.5传感器所测参量为被测套圈的径向或轴向振动。机电传感器将机械运动转换成以位移、速度或加速度为当使用接触式传感器时，应注意保证传感器不能影响被测套圈的振动。但这种接触又需要足够牢动是通过与被测套圈接触的传感器触头来传递的，还应考虑接触谐振的出现(参见附录A)。呈现的信号应为速度，因为它可以在很宽的频率范围内提供最佳的分辨率。被测套圈的振动运动是不同频率的各种幅值位移的复杂叠加。尽管可能会有较大的单一幅值存在，甚至是在较高频率时也由于声压与表面上的速度信号成比例，所以速度型传感器应优先选取。所选取的传感器应能够提供足7GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20156测量和评定方法6.1测量的物理量测量时设定的物理量为均方根振动速度，vm.(μm/s)。根据轴承类型，测量方向可为径向或者轴向。6.2频域速度信号应在一个或多个频带内分析，频带的范围取决于主轴的旋转频率。对于1800min-(30s-¹)的旋转频率，频带的范围是从50Hz～10000Hz,具体频率范围在GB/T24610的其他部分中振动信号的窄带频谱分析可作为补充选项。6.3时域被测轴承中的表面缺陷和/或污染常常造成时锐脉冲的检测作为一种补充选项。可以采用不同的评定方法。传感器的频率响应应在图5规定的范围内。yX注：对于在不同于设定值(50Hz～10000Hz)范围内进行的测量，最大允许区要做相应的调整。例如，如果在最大允许区。图5中传感器的最低频率响应要求应包括放大器的补偿输出信号。差应小于10%。8GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015传感器的灵敏度：与信号处理匹配的传感器的灵敏度应限定在±5%以内。信号处理的滤波器特性应在图6规定的带通滤波器极限范围内。低于下截止频率(fiow)64%的所有频率及高于上截止频率“推荐区。图6滤波器特性6.5时间-平均法0.5s内的有代表性的时间-平均值的读数。所谓稳定，是指在平均值附近只有偶然的随机波动。最小时间平均周期与主轴的旋转频率成反比。均方根检波器的精度应在读数的±5%以内，且波峰因数高达5。6.6测试步骤测量应在所要求的位置点上进行。各种类型轴承的详细规定见GB/T24610的其他部分。对于可接收的轴承，在相应频率范围内的最大振动示值应在制造厂与用户协商的极限值内。9GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20157测量条件7.1轴承的测量条件的润滑油进行充分润滑。7.2测试环境条件轴承应在不影响振动的环境中进行测试。7.3测试装置条件性参照系。在使用的频带范围内，主轴/心轴和轴承之间振动的传递与所测量的振动速度相比，可以忽略不计。特定轴承类型的详细规定按GB/T24610的其他部分。特定轴承类型的详细规定按GB/T24610的其他部分。用于安装轴承内圈的心轴圆柱表面，其外径公差应符合ISO286-2中f5级的规定，且具有最小的应控制径向和轴向跳动，以便不影响测试。跳动应采用附录C给出的装置进行测量。测量系统包括有附加的振动源，例如，驱动电机或油泵马达，这些振动源将会影响测量更多信息在GB/T24610的其他部分给出。GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20158测量系统的标定和鉴定评估应遵守已建立的标定程序。轴承振动测量系统中需要标定的基本元件如下：——使轴承旋转的驱动单元；——轴承加载单元；——将轴承振动转换成为电信号的传感器；测量系统中的每一部分应保持其原来设计的性能状态，并能在所控制的条件下进行校正。校正或标定应能追溯到国际测量标准或国家测量标准。以下是每个测量系统的主要标定和确认项目：a)驱动单元：2)主轴的运动误差和残留振动；b)加载单元：1)载荷大小；2)加载方向的对中；3)加载点的位置。c)传感器：1)灵敏度和幅值线性度；2)频率响应；3)方向和位置。2)频率特性；3)仪表或数字显示器的指示精度。使用同一测量设备和测试参数对三套轴承进行测量：——选择经过适当润滑的基准轴承；——测量始终是在轴承相同的方位上进行；——基准轴承始终沿同一方向旋转；——用至少3套不同的基准轴承重复测量至少10次。对于这三套轴承，三个频带的测量重复性应在每套轴承平均测值的±15%以内。GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015(资料性附录)需要考虑弹簧加载传感器的接触谐振问题A.1接触力如果传感器是用弹簧加载，则接触力要大于m×a(m为运动部分的质量，a为所测的最大加速度),以防止传感器与被测套圈脱离接触。A.2接触谐振变得更为复杂，因为此时触头的作用就像具有变刚度的弹簧一样，刚度随载荷的增加而增大。E值越高，传感器触头半径r越大，则响应频率f的值就越大。表A.1给出了一些例子，如半球形传感器触头(E=600GPa)与传感器一起构成总运动质量m以静态力F压在被测套圈(E=200GPa)表面上，此时得出的f值。表A.1接触谐振频率111511151115GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:20151GB/T24610.1—2019/ISO15242-1:2015(资料性附录)千分表1[图C.1中的d]]与轴承安装面(除轴承的越程槽和引导面以外的任何位置)接触，且垂直千分表2[图C.1中的e]]与心轴轴肩(除越程槽和倒角以外