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# 结论
本文在不同载荷条件下，对全钢轴承 $%&’ ( !)*、混合陶瓷球轴承 $!&$+,- 和全陶瓷球轴承 $!&./0 各 % 套的振动加速度和振动速度进行了 测试，对测量振动值作了平均处理，记录并分析了 $%&’ ( !)* 轴承的振动加速度频谱。虽然轴承材 料、工艺水平和制造精度有所不同，不同轴承之间 的振动值相差较大，但是由同一型号轴承的试验 结果得到了轴承振动的载荷特性：
# 载荷对振动固有频率的影响
不同载荷条件下，深沟球轴承 "#$% & ’() 的 振动加速度频谱图示于图 ’。图 ’@ A 图 ’B 分别为
· +$ ·
《轴承》!$$) 8 9 8 $#
纯轴向载荷。图 !" 为同时作用有径向载荷时的 通频带（#$ % &$ $$$ ’(）振动频谱图。由图中可以 明显看出，轴承弹性接触振动的固有频率随着轴 向载荷的增大而升高，而且升高的幅度逐渐减小
探针式测量探针端部的机械滤波作用和探针 接触副的响应特性会使振动信号失真，测量值仅 具有相对比较意义，用测量得到的信号来分析轴 承振动特性不可能获得正确的结论［$］。
收稿日期："%%" , %4 , %作者简介：赵联春，男，浙江大学工程摩擦学专业博士研 究生，本刊编委。
! , 传感器；" , 被测轴承；$ , 皮带；’ , 载荷块
率与轴承的材料、几何参数和载荷有关［)，+］。不同
载荷条件下，钢球与滚道之间的法向接触载荷 !
随之变化，从而使轴承的固有振动频率发生变化。
球轴承中，钢球在接触载荷 ! 作用下与外圈
沟道和内圈沟道分别形成点接触副。根据 ’123(
弹性接触理论，接触载荷 ! 和接触变形! 之间的 关系可表示为［+］
式中 !
=>>2 !%%% , $&(" 轴承 "%%$ 年第 - 期 ;2’! , !!’.7)* +<?@ABC "%%$，2D# -
$. , ’!
载荷对球轴承振动特性的影响
赵联春! ，马家驹! ，马纯青"
（! # 浙江大学，浙江 杭州 $!%%"&；" # 无锡托林顿轴承有限公司，江苏 无锡 "!’%(!）
本《通讯手册》征集对象：轴承制造企业，轴承销售公 司，轴承进出口公司，轴承零配件生产企业及原辅材料供 应厂商，轴承专用设备及测试仪器生产企业及销售部门， 从事轴承科研、教 学 的 研 究 院 所 及 大 专 院 校 和 具 有 区 域 性行业管理职能的省、市、县轴承工业协会等。请各单位 获此通知后即于 !&&% 年 # 月 %& 日前与河南洛阳市吉林 路洛阳轴承研究所行业工作中心梅建生或赵金库同志联 系，邮编 .51&%S，电话（&%5S）.’’1%%#。我们将免费刊出各 单位的通讯地址、主导产品等相关信息。
［!］ 2-34 #%1% ( !&&1，滚动轴承 振动（速度）测量方法 ［6］7
［%］ 89:;< = >7 ?@A<BC0@ DEB<FGCH IJ )IKKGB" LK0F0B;［H 2］7 6:MGB"0M ( N0MK<" O0P ,IMQ RBC7 1S’.：1&& ( 11# 7
［.］+<MMGH 4 ?7 )IKKGB" -0<MGB" ?B<KEHGH［ T］7 2IUB VGK0E W 6IBH7 ，!&&& 7 （编辑：聂龙宣）
摘要：运用滚动轴承振动的数字化测量和分析系统，通过试验全面研究了轴向载荷、轴向和径向联合载荷对全
钢球轴承、陶瓷球混合球轴承和全陶瓷球轴承的振动特性，验证了轴承振动的弹性接触模型，得出的结论对以
减振降噪为目的的滚动轴承设计、安装和使用具有实际的指导意义。
关键词：球轴承；载荷；振动；接触谐振频率
中图分类号：)*!$$ # $$!；)*!!$ # !
同载荷情况下的振动加速度值列于表 ’，振动速 球和保持架处于不稳定运动状态，轴承的振动值
度值列于表 #，表中 !! 为轴向载荷，!" 为径向载 自然偏大，这一点从表 ’ 和表 # 可以看出。
表 # 载荷影响试验轴承振动速度平均值
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轴承代号
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（%）轴向载荷作用下，轴承弹性接触振动的固 有频率随轴向载荷的增大而升高，升高的幅度逐 渐变小；径向载荷使振动频谱变宽。
本文的试验结果进一步验证了滚动轴承振动 的弹性接触模型。材料对轴承振动的影响尚待继 续研究。 参考文献：
［1］ 2-34 #%15 !&&1，滚动轴承 振动（加速度）测量方 法［6］7
文献标识码：+
文章编号：!%%% , $&(（" "%%$）%- , %%$. , %’
实践表明，使用状态下，过小或过大的径向和 轴向载荷都将使轴承的振动和噪声升高，严重时 产生啸叫声。本文基于微机的数字化滚动轴承振 动测量和分析系统，对轴向载荷、轴向与径向联合 载荷对全钢的、混合的和全陶瓷的深沟球轴承振 动特性的影响进行了试验研究，结果有助于以减 振、降噪为目的的滚动轴承设计、安装和使用。
（如载荷从 )$ * 到 +$ *，增大 &$ *，频率升高 &#$ ’(；载荷从 ,$ * 到 !!# *，增大 +# *，频率升高也 才 &#$ ’(）。
图 ! -)$, . !/0 特制轴承接触谐振频率随载荷的变化
研究表明，滚动轴承振动的基本振型是弹性
接触振动引起的，球轴承弹性接触振动的固有频
赵联春等：载荷对球轴承振动特性的影响
· #? ·
表 ! 标准规定的测量载荷和转速
荷。
轴承代号
"#$% & ’() "’$"*+,
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由表 ’ 列出的结果可以看出，在试验的轴向
轴向载荷 加
速
01 心轴转速
度 2 3·456 & !
轴向载荷
速
01
度 心轴转速
2 3·456 & !
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由表 # 列出的结果可以看出，不管是全钢轴
定［!，’］。
承、陶瓷球混合轴承或全陶瓷轴承，总体看来，随
取 分 别 为 同 批 的 "#$% & ’()、"’$"*+,、 "’$-./ 轴承 各 # 套 进 行 测 量，每 一 套 测 正 反 两 面，每一面测量 # 点，这样，对应同一种载荷状态 和被测振动物理量（速度或加速度），每一套轴承
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决定于接触副材料和几何特性的系
数
（&）式给出的接触载荷与变形的关系是非线 性的，当变载荷的幅值 !! 与平均载荷 !$ 相比不 大时，载荷 !$ 处的接触刚度 " 可线性化近似地 表示为
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由试验结果还可看出，材料对轴承振动有明 显的影响。混合轴承的尺寸虽然比全钢轴承小， 振动值却相对较高。尺寸最小的全陶瓷轴承的振 动值是三种轴承中最高的。
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’ 载荷对轴承振动值的影响
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