JB T 5314-2013 滚动轴承 振动（加速度）测量方法.pdf

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1、0 ICS 21.100.20 J 11 备案号： 44492 2014 中华人民共和国机械行业标准JB/T 53142013代替 JB/T 5314 2002滚动轴承 振动 （ 加速度 ） 测量方法 Rolling bearingsMeasuring methods for vibration（ acceleration） 2013-12-31 发布 2014-07-01 实施中华人民共和国工业和信息化部发布 中 华 人 民 共 和 国 机械行业标准 滚动轴承 振动（加速度）测量方法 JB/T 53142013 * 机械工业出版社出版发行 北京市百万庄大街 22 号 邮政编码： 100037

2、 * 210mm 297mm 0.75 印张 23 千字 2014 年 11 月第 1 版第 1 次印刷 定价： 15.00 元 * 书号： 15111 11673 网址： http： / 编辑部电话：（ 010） 88379778 直销中心电话：（ 010） 88379693 封面无防伪标均为盗版 版权专有 侵权必究JB/T 53142013 I 目 次 前言 .II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 测量仪器的要求 . 2 4.1 机械装置 . 2 4.2 电子测量仪器 . 4 4.3 测量系统的标定和鉴定评估 . 4 5 测量条件 . 5 5.1

3、轴承的清洗 . 5 5.2 轴承的润滑 . 5 5.3 测量环境 . 5 6 测量和评定方法 . 5 6.1 测量的物理量 . 5 6.2 轴承轴向载荷和径向载荷 . 5 6.3 测量方法 . 7 6.4 评定方法 . 8 图 1 加速度传感器系统结构示意图 . 4 图 2 向心球轴承的测点位置 . 7 图 3 圆柱滚子轴承的测点位置 . 7 图 4 调心滚子和圆锥滚子轴承的测点位置 . 8 表 1 主轴转速的设定值 . 2 表 2 心轴与轴承内孔配合部分的外径公差值 . 2 表 3 轴向载荷轴线相对于轴承内圈旋转轴线的偏差值 . 3 表 4 径向载荷的加载方向和轴向位置的偏差值 . 3 表

4、5 轴承轴向载荷的设定值 . 6 表 6 轴承轴向载荷的设定值 . 6 表 7 轴承径向载荷的设定值 . 6 JB/T 53142013 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准代替 JB/T 5314 2002滚动轴承 振动（加速度）测量方法 ，与 JB/T 5314 2002相比主要技术变化如下： 修改了标准的适用范围（见第 1章， 2002年版的第 1章） ； 修改了部分术语的定义（见第 3章， 2002年版的第 2章） ； 修改了测量轴承的主轴转速（见 4.1.1.2， 2002年版的 3.1.1.1.2） ； 修改了对轴向载荷和径向载荷加载机构的要

5、求（见 4.1.3， 2002年版的 3.1.1.3） ； 增加了加速度传感器系统结构示意图及对加速度传感器系统的要求（见 4.1.4） ； 修改了传振杆与径向轴线允许的最大轴向位置偏差，并增加了对角度偏差的要求（见 4.1.4.2，2002年版的 3.1.1.4.1） ； 增加了低频（ L） 、中频（ M）和高频（ H）三个频带测量所设定的频率范围（见 4.2.8） ； 增加了对测量系统的标定和鉴定评估的要求（见 4.3） ； 修改了对轴承清洗和润滑的要求（见 5.1和 5.2， 2002年版的 3.3） ； 删除了不同环境温度下使用的润滑油牌号表（ 2002年版的表 3） ； 增加了轴承振

6、动测量的物理量（见 6.1） ； 修改了轴承轴向载荷和径向载荷的设定值（见 6.2， 2002年版的 3.1.1.3） ； 增加了对不同结构类型轴承的测量方法和测点位置的要求（见 6.3） ； 增加了对测量持续时间的要求（见 6.4.1） ； 修改了轴承振动测量结果的取值方法（见 6.4.2， 2002年版的 5.1） 。 本标准由中国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（ SAC/TC98）归口。 本标准起草单位：洛阳轴研科技股份有限公司、人本集团有限公司、张家港市 AAA轴承有限公司、大连科汇轴承仪器有限公司、宁波达尔轴承有限公司、无锡市堰微精密轴承厂、阜阳轴承有限公

7、司、大连博峰轴承仪器有限公司、上海斐赛轴承科技有限公司。 本标准主要起草人：孙立明、杨林、郭长建、沈正贤、孙连贵、曹志飞、梁忠、薛正堂、赵联春。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： JB 5314 1991、 JB/T 5314 2002。 JB/T 53142013 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。 本标准适用于具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承（单列和双列深沟球轴承、调心球轴承以及单列和双列角接触球轴承） 、调心滚子轴承、单列和双列圆锥滚子轴承以及单列和双列圆柱滚子轴承。 2 规范性引用文件 下列文件对

8、于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 24610.1 2009 滚动轴承 振动测量方法 第 1 部分：基础 GB/T 24610.2 2009 滚动轴承 振动测量方法 第 2 部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承 GB/T 24610.3 2009 滚动轴承 振动测量方法 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 GB/T 24610.4 2009 滚动轴承 振动测量方法 第 4 部分：具有圆柱孔和圆柱外表面的圆柱滚子轴承 JB/T 10187 2

9、011 滚动轴承 深沟球轴承振动（速度）技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 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需的运动以外的其他一切偏离理想位置的运动。 3.2 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。 3.3 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

10、圈不旋转，承受一定的径向或轴向载荷时，在轴承外圈外圆柱面上的规定测点位置处的径向振动加速度级。 3.4 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，使传感器测头与仪器机械部分的工作台面刚性接触，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。 JB/T 53142013 2 3.5 加速度传感器系统 acceleration type transducer system 由加速度传感器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。

11、 3.6 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。 3.7 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。 4 测量仪器的要求 4.1 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、轴向载荷和径向载荷加载机构以及加速度传感器系统等。 4.1.1 驱动装置 4.1.1.1 测量外径在 1

12、0 mm D 100 mm 范围内轴承振动时，其驱动装置的基础振动加速度级应小于5 dB；测量外径在 100 mm D 200 mm 范围内轴承振动时，其驱动装置的基础振动加速度级应小于 10 dB。驱动装置的基础振动加速度级的测量方法按 JB/T 10187 2011 中附录 C 的规定。 4.1.1.2 根据轴承的不同结构类型和尺寸，其主轴转速的设定值见表 1。 表 1 主轴转速的设定值 轴承外径 D 主轴转速a mm 轴承类型 r/min 10 200 单列和双列深沟球轴承、调心球轴承、单列和双列角接触球轴承 1 800 30 200 调心滚子轴承、单列和双列圆锥滚子轴承 900 30

13、100 1 800 100 200 单列和双列圆柱滚子轴承900 a允许偏差为12+%。 4.1.2 心轴 4.1.2.1 心轴硬度为 62 HRC 66 HRC。心轴与轴承内孔配合部分的外径公差值见表 2。 表 2 心轴与轴承内孔配合部分的外径公差值 心轴公称尺寸 心轴的外径公差 上极限偏差 下极限偏差 mm m 3a18 9 15 18 30 12 18 JB/T 53142013 3 表 2 心轴与轴承内孔配合部分的外径公差值 （续） 心轴公称尺寸 心轴的外径公差 上极限偏差 下极限偏差 mm m 30 50 14 21 50 80 17 25 80 120 23 32 a包括 3 mm

14、。 4.1.2.2 心轴与主轴组合后径向圆跳动应不大于 5 m， 轴向圆跳动应不大于 10 m。 其测量方法按 JB/T 10187 2011 中附录 B 的规定。 4.1.3 轴向载荷和径向载荷加载机构 4.1.3.1 加载机构除能对轴承外圈施加足够大的载荷以限制外圈旋转外，还应使外圈在所有 方向径向、轴向、角向或挠曲型（视轴承类型而定）的振动本质上处于自由状态，即外圈振动不受加载机构干扰而仅由轴承的运转引起。 4.1.3.2 施加于轴承外圈上的轴向载荷和径向载荷的大小规定在 6.2 中。 4.1.3.3 轴承轴向载荷的方向应与轴承内圈旋转轴线重合，其偏差不应超过 GB/T 24610.2

15、2009 中图1 和本标准表 3 所规定的范围。其测量方法按 GB/T 24610.2 2009 中附录 A 的规定。 表 3 轴向载荷轴线相对于轴承内圈旋转轴线的偏差值 轴承外径 D 与轴承内圈旋转轴线间的径向偏差H max 与轴承内圈旋转轴线间的角度偏差 max mm mm （） 10 25 0.2 25 50 0.4 50 100 0.8 100 140 1.6 140 170 2.0 170 200 2.5 0.5 4.1.3.4 轴承径向载荷应施加于外圈宽度的中部，方向应与垂直于主轴旋转轴线的中心线重 合，其偏差不应超过 GB/T 24610.4 2009 中图 1 和本标准表 4

16、所规定的范围。测量方法按 GB/T 24610.4 2009中附录 A 的规定。 表 4 径向载荷的加载方向和轴向位置的偏差值 轴承外圈宽度 C 与轴承外圈宽度中部的轴向偏差H2 max与主轴轴线垂直的中心线的角度偏差2 maxmm mm （） 10 20 0.3 20 40 0.5 40 70 1.0 1 JB/T 53142013 4 4.1.3.5 对于能够承受轴向载荷的单列和双列圆柱滚子轴承，轴向载荷的加载位置和方向应 与轴承内圈旋转轴线一致，其偏差不应超过 GB/T 24610.4 2009 中图 2 和本标准表 4 所规定的范围。 4.1.4 加速度传感器系统 4.1.4.1 加速

17、度传感器系统的结构如图 1 所示。传振杆和加速度传感器的总质量应为 50 g 5 g，传振杆前端的测头直径应在 3.5 mm 4.5 mm 的范围内。 图 1 加速度传感器系统结构示意图 4.1.4.2 加速度传感器系统的传振杆与径向轴线允许的最大轴向位置偏差和角度偏差按 GB/T 24610.22009、 GB/T 24610.3 2009 和 GB/T 24610.4 2009 中 6.3.4 所规定的范围。 4.1.4.3 加速度传感器系统的传振杆与轴承外圆柱面间的接触载荷：外径 D 25 mm 轴承的接触载荷为 1.0 N 5.0 N；外径 D 25 mm 轴承的接触载荷为 5.0 N

18、 10.0 N。 4.2 电子测量仪器 4.2.1 使用压电加速度传感器，其谐振频率应大于 20 kHz。 4.2.2 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%。 4.2.3 加速度传感器系统的安装谐振频率应大于 2 000 Hz。 4.2.4 在 50 Hz 10 000 Hz 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%。 4.2.5 电子测量仪器的动态范围不应低于 60 dB。 4.2.6 在电子测量仪器的动态范围内，其本底噪声不大于 5dB。 4.2.7 在电子测量仪器的测量范围内，仪器的幅值线性误差应小于 5%。 4.2.

19、8 电子测量仪器的通频带为 50 Hz 10 000 Hz。对于不同类型的轴承，可以采用低频（ L） 、中频（ M）和高频（ H）三个频带测量，其频率范围按 GB/T 24610.2 2009、 GB/T 24610.3 2009 和 GB/T 24610.4 2009 中 5.2 的规定。也可选择使用频谱分析法对振动信号进行分析。 4.2.9 在 50 Hz 10 000 Hz 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%。 4.2.10 电子测量仪器的换档误差应不大于 0.3 dB，示值误差应不大于 0.5 dB。 4.3 测量系统的标定和鉴定评估 4.3.1

20、 测量系统的标定和鉴定评估按 GB/T 24610.1 2009 中第 8 章的规定。 JB/T 53142013 5 4.3.2 测量系统应每年标定一次。 5 测量条件 5.1 轴承的清洗 5.1.1 预润滑（脂润滑、油润滑或固体润滑）轴承，包括密封轴承和防尘轴承，应在供货状态下测试；非预润滑轴承应在适当的清洗剂中进行有效清洗（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） 。 5.1.2 若轴承所带防锈剂满足振动测量润滑条件的，此时可不必清除防锈剂，清洗中不要引入污染物或其他振源，清洗后的轴承工作表面应无尘埃、无异物且旋转灵活。 5.2 轴承的润滑 测量前，应根据轴

21、承的类型和尺寸，使用一定量清洁的润滑油对轴承进行润滑。待清洗过的轴承完全干燥后，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%，油的公称黏度在 10 mm2/s 100 mm2/s 之间，过滤精度不应低于 0.8 m。在润滑过程中应进行试运转，以使轴承内的润滑剂均匀分布。所用润滑方法应保证无尘埃、无杂质等异物污染轴承。在测量环境温度下建议使用的润滑油牌号为 L-AN32。 5.3 测量环境 5.3.1 测量场所应远离电场、磁场和振源，避免外界干扰影响测量结果。 5.3.2 测量环境应保持清洁，不应有尘屑、杂质等异物进入被测轴承。 5.3.3 测量场所的环境

22、温度应为 10 35，相对湿度不应大于 70%。 6 测量和评定方法 6.1 测量的物理量 6.1.1 轴承振动（加速度）测量时设定的物理量为振动加速度；振动（加速度）峰值测量时设定的物理量为振动加速度最大峰值。 6.1.2 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为分贝 （ dB） 。 按公式 （ 1）计算： 020lgaLa= （ 1） 式中： L轴承振动加速度级，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，单位为米每平方秒（ m/s2） ； a0参考加速度，其值为 9.81 103m/s2。 6.2 轴承轴向载荷和径向载荷

23、6.2.1 测量向心球轴承（单列和双列深沟球轴承、调心球轴承及单列和双列角接触球轴承）的振动时，应对其施加的轴向载荷的设定值见表 5。 6.2.2 测量调心滚子轴承、单列和双列圆锥滚子轴承的振动时，应对其施加的轴向载荷的设定值见表 6。 JB/T 53142013 6 表 5 轴承轴向载荷的设定值 单列和双列角接触球轴承 轴承外径 D 单列、双列深沟和调 心球轴承 接触角 10 23 接触角 23 45 轴向载荷的设定值 min max min max min max mm N N N 10 25 18 22 27 33 36 44 25 50 63 77 90 110 126 154 50

24、100 135 165 203 247 270 330 100 140 360 440 540 660 720 880 140 170 585 715 878 1 072 1 170 1 430 170 200 810 990 1 215 1 485 1 620 1 980 表 6 轴承轴向载荷的设定值 单列和双列圆锥滚子轴承 轴承外径 D 调心滚子轴承 23 23 45 轴向载荷的设定值 min max min max min max mm N N N 30 50 45 55 90 110 180 220 50 70 90 110 180 220 360 440 70 100 180 220

25、 360 440 720 880 100 140 360 440 720 880 1 080 1 320 140 170 540 660 1 080 1 320 1 440 1 760 170 200 720 880 1 440 1 760 1 800 2 200 6.2.3 测量单列和双列圆柱滚子轴承的振动时，应对其施加的径向载荷的设定值见表 7。对于能够承受轴向载荷的轴承，应在轴承外圈上施加一个不大于 30 N 的轴向载荷以确保运转稳定。 注 ：径向载荷的设定值是合成值，实际值取决于使用的载荷角度（见图 3） 。 表 7 轴承径向载荷的设定值 轴承外径 D 单列圆柱滚子轴承 双列圆柱滚子轴

26、承 径向载荷的设定值 min max min max mm N N 30 50 135 165 165 195 50 70 165 195 225 275 70 100 225 275 315 385 100 140 315 385 430 520 140 170 430 520 565 685 170 200 565 685 720 880 JB/T 53142013 7 6.3 测量方法 6.3.1 对于向心球轴承（单列和双列深沟球轴承、调心球轴承及单列和双列角接触球轴承） 、单列和双列圆柱滚子轴承，在轴承外圈外圆柱面宽度的中部来选取测点（测点位置见图 2 和图 3） ，测量方向沿轴承径向

27、且垂直于轴承旋转轴线，选取轴承外圈外圆柱面圆周方向均布的三点测量，对于能够承受双向轴向载荷的轴承还应将轴承翻面，再进行同样的测量。 图 2 向心球轴承的测点位置 a测点位置。 b施加的径向载荷。 c轴向载荷（如果有）方向。 d施加的径向载荷的合力（见表 7） 。 图 3 圆柱滚子轴承的测点位置 6.3.2 对于调心滚子轴承、单列和双列圆锥滚子轴承，在轴承外圈外圆柱面上且对应于受载外圈滚道与滚子接触中部的平面上选取测点（测点位置见图 4） ，测量方向沿轴承径向且垂直于轴承旋转轴线，选取轴承外圈外圆柱面圆周方向均布的三点测量，对于能够承受双向轴向载荷的轴承还应将轴承翻面，再进行同样的测量。 JB/

28、T 53142013 8 图 4 调心滚子和圆锥滚子轴承的测点位置 6.4 评定方法 6.4.1 在规定的测试条件下，使轴承运转一段时间，待轴承达到稳定状态后开始测量，测量持续时间不小于 1 s。对应于每一个测点位置都在此状态下读取测值。 6.4.2 对单面测量，取被测轴承三点测值的最大值为该套轴承的振动加速度级；对双面测量，取被测轴承两面共六点测值中的最大值为该套轴承的振动加速度级。 6.4.3 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。 6.4.4 取每套轴承各测点波峰因数的最大值作为该套轴承振动加速度波峰因数。 6.4.5 对于可接收的轴承，在相应频率范围内的最大振动值应在制造厂与用户协商的极限值内。 版权专有 侵权必究* 书号： 15111 11673定价： 15.00 元JB/T53142013