13.2. Подшипники

Шум в подшипниках создается трением, соударениями и вибрацией деталей. В подшипниках качения внутренние силы, вызывающие вибрацию, обусловлены допусковыми отклонениями при изготовлении и монтаже элементов. Шум обусловлен процессом качения в самом подшипнике и дисбалансом ротора; он возрастает с увеличением частоты вращения (приблизительно на 5-6 дБ при каждом ее удвоении), нагрузки и диаметра подшипника (на 5-15 дБА при увеличении диаметра вдвое) (рис. 13.4). Шум шарикоподшипников на 5-6 дБ ниже шума роликовых.

Интенсивность и частотный характер шума подшипников зависят от точности их изготовления, допусков на посадку, частоты вращения, тщательности установки. В основном спектр высокочастотный (2-5 кГц).

Подшипники скольжения менее шумны и виброактивны, чем подшипники качения. Разница в излучаемом шуме при одинаковой частоте вращения и нагрузке между подшипниками качения и скольжения может достигать 10-20 дБ (особенно на высоких частотах). Основной причиной шума в подшипниках скольжения является сила трения между поверхностями подшипников и валом, возникающая в результате неравномерного и неправильного смазывания их.

Рис. 13.4. Зависимость шума подшипников качения электрических машин с цилиндрическими роликами от диаметра подшипника d_п (частота вращения 1500 об/мин). Заштрихована область изменения УЗ подшипников

Причинами возникновения шума в подшипниках также могут быть:

• механическая неуравновешенность вращающегося ротора (вала);

• расцентровка муфты;

• разная толщина внутренних колец, асимметрия тел качения, волнистость дорожек качения в подшипниках качения;

• повышенное трение в подшипниках скольжения.

Для уменьшения шума в подшипниках необходимо обеспечивать балансировку ротора, понижать частоту вращения и нагрузку, уменьшать передачу вибрации от подшипника к корпусу (путем установки упругих вкладышей, что может снизить шум на 10-12 дБ), снижать звукоизлучающую способность корпуса путем применения вибропоглощающих покрытий, увеличивать класс точности подшипников (для них установлены следующие классы точности в порядке повышения: 0, 6, 5, 4 и 2, переход в следующий класс обеспечивает снижение шума на 1-2 дБ). Всегда, если это возможно, нужно предпочитать подшипники скольжения подшипникам качения.

Рекомендации по снижению шума подшипников иллюстрируются в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Мероприятия по снижению шума подшипников

Мероприятия	Ориентировочная эффективность, дБ
Балансировка ротора	5-10
Устранение внутренних причин шума (овальность колец, волнистость дорожек качения, овальность тел качения и др.)	< 15
Уменьшение диаметра и увеличение числа тел качения	< 15
Изготовление сепараторов подшипников из материалов с высоким вибродемпфированием	3-4
Применение упругих вкладышей	10-12
Улучшение смазки в подшипниках скольжения	< 12
Увеличение класса точности подшипников	< 10
Применение шариковых подшипников (вместо роликовых)	5-6
Замена подшипников качения подшипниками скольжения	10-20