JB 5314-2002-T 滚动轴承 振动（加速度）测量方法

ICS 21.100.20 J 11 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 JB/T 5314―2002 代替JB/T 5314―1991 滚动轴承 振动（加速度）测量方法 Rolling bearings――――Measuring methods for vibration (acceleration) 2002-07-16 发布 2002-12-01 实施 中华人民共和国国家经济贸易委员会 发布 JB JB/T 5314―2002 I 前 言 本代替 JB/T 5314―1991《滚动轴承 振动（加速度）测量方法》。 本标准与 JB/T 5314―1991 相比，主要变化如下： ——按 GB/T 1.1―2000 的要求，对标准的编排格式进行了修改； ——标准的适用范围由内径10mm～120mm扩大至3mm～120mm，并相应增加了内径为3mm～9mm 轴承振动测试的有关内容； ——对“轴承振动加速度级”的定义作了补充（见2.1.3）； ——对“基础振动加速度级”的定义作了修改（见2.1.4）； ——增加了轴承振动加速度级峰值和轴承振动加速度波峰因数的定义（见2.1.6和2.1.7）及其测试的 有关内容； ——修改了心轴与轴承内孔的配合公差(1991年版的4.1.6.4；本版的表1)； ——增加了内径为3mm～9mm深沟球轴承振动测量时所施加的合成中心轴向载荷值；修改了圆锥 滚子轴承振动测量时所施加的合成径向载荷值(1991年版的表1；本版的表2)； ——对压电加速度计的谐振频率提出了具体要求（见3.1.2.1）； ——修改了加速度传感器系统的安装谐振频率（1991年版的4.1.7.5，本版的3.1.2.3）； ——电子仪器的动态范围由20dB～80dB改为动态范围不低于60dB（1991年版的4.1.8.3；本版的 3.1.3.1）； ——对电子仪器不再要求其信噪比，而改为要求其本底噪声（1991年版的4.1.8.2；本版的3.1.3.2）； ——轴承润滑用油名称由“机械油”改为“全损耗系统用油”，牌号也相应进行了修改，增加了机 械杂质含量控制指标（1991年版的4.1.9.3、4.1.9.4和表2；本版的3.3.2和表3）； ——增加了对振动加速度级峰值和波峰因数测试结果的评定方法（见5.2、5.3）。 本标准由机械工业联合会提出。 本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会（CSTBS/TC98）归口。 本标准起草单位：洛阳轴承研究所、人本集团有限公司、宁波慈兴集团公司、大连轴承仪器厂。 本标准主要起草人：孙立明、单服兵、赵联春、周传第、毛映波、朱孔敏、刘雪峰。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： ——JB/T 5314―1991。 ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com JB/T 5314―2002 1 滚动轴承 振动（加速度）测量方法 1 范围 本标准规定了滚动轴承（以下简称轴承）振动（加速度）测量方法。 本标准适用于公称内径3mm～120mm的深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴 承（N、NF、NU、NJ型）。 2 术语、定义及单位 2.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1.1 轴承振动 bearing vibration 轴承运转过程中，轴承零件随时间而变化的弹性变形及除轴承功能所必须的运动以外的其他一切偏 离理想位置的运动均称为轴承振动。 2.1.2 振动加速度级 vibration acceleration level 某一频带范围内的振动加速度均方根值与参考加速度值之比的常用对数，再乘以20所得之数值称为 振动加速度级。 2.1.3 轴承振动加速度级 bearing vibration acceleration level 轴承轴线水平或铅直，轴承内圈端面紧靠心轴轴肩，并以某一恒定转速旋转，外圈不旋转，承受一 定的径向或轴向载荷时，在外圈外圆柱面宽度二分之一处的径向振动加速度级为轴承振动加速度级。 2.1.4 基础振动加速度级 basic vibration acceleration level 驱动装置启动、电子测量仪器接入传感器后通电，不安装被测轴承，并将量程衰减器置于最灵敏档 位，此时的示值即为该系统的基础振动加速度级。 2.1.5 加速度传感器系统 acceleration type transducer system 由加速度计和机械元件组成的将表征轴承振动的加速度转换为与之对应的电量并馈送给电子测量 仪器的装置称为加速度传感器系统。 2.1.6 轴承振动加速度级峰值 peak value of bearing vibration acceleration level 在给定时间间隔内,轴承振动加速度最大值所对应的加速度级。 2.1.7 轴承振动加速度波峰因数 crest factor of bearing vibration acceleraction 轴承振动加速度峰值（m/s2）与轴承振动加速度均方根值（m/s2）之比。 2.2 单位 振动加速度级、轴承振动加速度级、基础振动加速度级和轴承振动加速度级峰值的单位均用“分贝” （dB）表示。零“分贝”相应于地球重力加速度值的千分之一。“分贝”数的计算为： www.bzfxw.com JB/T 5314―2002 2 L＝20lg 0a a 分贝（dB）……………………………………（1） 式中： L——振动加速度级，单位为分贝（dB）； a——某一频率范围内的振动加速度均方根值或轴承振动加速度峰值，单位为m/s2； a0——参考加速度，其值为9.81×10-3 m/s2。 3 测试条件 3.1 仪器的要求 3.1.1 机械装置 机械装置包括使主轴以一定转速转动的驱动装置、安装轴承的心轴、轴向载荷加载装置和径向载荷 加载装置以及加速度传感器系统的安装装置等。 3.1.1.1 驱动装置 3.1.1.1.1 测量内径 3mm≤d≤60mm 轴承振动的驱动装置的基础振动加速度级应小于 10dB，测量内 径 60mm＜d≤120mm 轴承振动的驱动装置的基础振动加速度级应小于 15dB。 3.1.1.1.2 内径 3mm≤d≤60mm 轴承的主轴转速为 1 500r/min±30r/min，内径 60mm＜d≤120mm 轴 承的主轴转速为 1 000r/min±20r/min。 3.1.1.2 心轴 3.1.1.2.1 心轴硬度为 62HRC～66HRC，与轴承内孔配合心轴的公差见表 1。 表 1 心 轴 公 称 尺 寸 mm 心 轴 公 差 µm 超过 到 上偏差 下偏差 3 a 18 –9 –15 18 30 –12 –18 30 50 –14 –21 50 80 –17 –25 80 120 –23 –32 a 包括 3mm。 3.1.1.2.2 心轴与主轴组合后径向跳动不应大于 5µm，端面跳动不应大于 10µm。 3.1.1.3 加载装置 加载装置除能对轴承外圈施加合成载荷、限制外圈旋转外，还应使外圈振动不受加载装置干扰而仅 由轴承的运转引起。 3.1.1.3.1 轴向加载 3.1.1.3.1.1 测量深沟球轴承、角接触球轴承和圆锥滚子轴承振动时，对其施加合成中心轴向载荷， 载荷值见表 2。 3.1.1.3.1.2 施加的合成中心轴向载荷作用线与驱动主轴轴线的同轴度不应超过 0.20mm，如图 1 所 示。 3.1.1.3.2 径向加载 3.1.1.3.2.1 测量圆柱滚子轴承振动时，对其施加合成径向载荷，载荷值见表 2。 3.1.1.3.2.2 施加的合成径向载荷作用线与图 2 所示基准直线（基准直线为通过外圈几何中心并垂直 于轴承轴线和水平平面的理想直线）的同轴度不应超过 0.20mm。 ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com JB/T 5314―2002 3 表 2 合 成 中 心 轴 向 载 荷 N 合成径向载荷 N 轴 承 公 称 内 径 d mm 角接触球轴承 超过 到 深沟球 轴 承 α≤25º α＞25º 圆锥滚子 轴 承 圆柱滚子 轴 承 3 6 20 — — — — 6 9 30 — — — — 9 20 40 60 100 — 150 20 a 30 80 130 160 49 150 30 40 80 130 160 88 300 40 60 120 160 235 88 300 60 80 180 235 340 — 600 80 120 225 340 440 — 600 a 圆锥滚子轴承自 15mm 起。 图1 图2 www.bzfxw.com JB/T 5314―2002 4 3.1.1.4 加速度传感器系统的安装装置 3.1.1.4.1 加速度传感器系统的传振杆与轴承的接触载荷作用线和图 2 所示基准直线的同轴度不应超 过 0.20mm。 3.1.1.4.2 传振杆与轴承外圆柱面间的接触载荷：内径 d＜10mm 的轴承的接触载荷为 1.0N～5.0N， 内径 d≥10mm 的轴承的接触载荷为 5.0N～10.0N。 3.1.2 加速度传感器系统 3.1.2.1 使用压电加速度计，所用压电加速度计的谐振频率应大于 20kHz。 3.1.2.2 在所测量的轴承振动加速度级范围内，加速度传感器的幅值线性误差应小于 5%。 3.1.2.3 加速度传感器系统的安装谐振频率应大于 2000Hz。 3.1.2.4 在 50Hz～10000Hz 频率范围内，加速度传感器系统的跟随特性应良好，幅值线性误差应小于 5%。 3.1.3 电子测量仪器 3.1.3.1 电子仪器的动态范围不应低于 60dB。 3.1.3.2 在电子仪器的动态范围内，其本底噪声不大于 5dB。 3.1.3.3 在电子仪器的测量范围内，仪器的幅值线性误差应小于 5%。 3.1.3.4 电子测量仪器的通频带为 50Hz～10000Hz。 3.1.3.5 在 50Hz～10000Hz 频率范围内，电子测量仪器与加速度传感器系统的综合幅值线性误差应小 于 10%。 3.1.3.6 电子测量仪器的换档误差不应大于±0.30dB,示值误差不应大于 0.5dB。 3.1.4 检定周期 仪器应每年检定一次。 3.2 测试环境 3.2.1 测试场所应远离电场、磁场和振源，以保证测量仪器能正常工作。避免外界干扰影响测量结果。 3.2.2 测试环境应保持清洁，不应有尘屑、杂质等异物进入被测轴承。 3.2.3 测试场所的环境温度应在 10℃～35℃范围内，相对湿度不大于 70%。 3.3 轴承的基本状态 3.3.1 一次性润滑的轴承（如双面密封轴承）不需清洗，不需重新润滑，应在原密封状态下进行测试。 3.3.2 非一次性润滑的轴承（如单面密封轴承）应在适当的清洗剂中清洗（对测试结果有异议时，以 用 NY-120 溶剂汽油清洗轴承的测量值为准），清洗后的轴承工作表面应无尘埃、无异物且旋转灵活。 待清洗后的轴承完全干燥后，用全损耗系统用油充分润滑工作表面, 全损耗系统用油的机械杂质含量不 应大于 0.007%。所用润滑方法应保证无尘埃、杂质等异物污染轴承。在测量时的环境温度下，油的运 动粘度为 80mm2/s～150mm2/s。不同环境温度下使用的润滑油牌号见表 3。 表3 环境温度 ℃ 润滑油牌号 超过 到 新 旧 10 20 L-AN32 N32 20 30 L-AN46 N46 4 测试方法和程序 4.1 对于深沟球轴承和圆柱滚子轴承，安装轴承时，应使其端面紧靠心轴轴肩，在轴承外圈外圆柱面 宽度二分之一处选取测点，测量方向沿轴承径向且垂直于轴承的轴线。选取轴承外圈外圆柱面圆周方向 均布的三点测量；然后将轴承翻面，再进行同样的测量。对于角接触球轴承和圆锥滚子轴承，按其承受 ????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com JB/T 5314―2002 5 轴向载荷的方向安装轴承，使其内圈端面紧靠心轴轴肩，测点和测量方向的选取同深沟球轴承，在轴承 外圈外圆柱面圆周方向均布的三点测量。 4.2 在规定的测试条件下，使轴承运转一段时间，以获得轴承稳定振动状态，对应于每一个测量位置 应在此状态下读取轴承振动值。 5 测试结果 5.1 测值单位为分贝（dB）时，对单面测量，取被测轴承三点测值的平均值为该套轴承的振动加速度 级；对双面测量，取被测轴承单面三点测值平均值的大者为该套轴承的振动加速度级。 5.2 取每套轴承各测点振动加速度级峰值的最大值作为该套轴承振动加速度级峰值。 5.3 取每套轴承各测点波峰因数的最大值作为该套轴承的加速度波峰因数。