ГОСТ 34905.4-2022 Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 4. Цилиндрические подшипники

ГОСТ 34905.4-2022

(ISO 15242-4:2017)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

Методы измерения вибрации

Часть 4

Цилиндрические подшипники

Rolling bearings. Measuring methods for vibration. Part 4. Cylindrical bearings

МКС 21.100.20

Дата введения 2023-02-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Управляющая компания ЕПК" (ОАО "УК ЕПК") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 307 "Подшипники качения"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22 ноября 2022 г. N 156-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2022 г. N 1565-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34905.4-2022 (ISO 15242-4:2017) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 февраля 2023 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ISO 15242-4:2017* "Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 4. Радиальные цилиндрические роликовые подшипники с цилиндрическим отверстием и наружной поверхностью" ("Rolling bearings - Measuring methods for vibration - Part 4: Radial cylindrical roller bearings with cylindrical bore and outside surface", MOD) путем внесения изменения фраз (слов, ссылок), которые выделены курсивом**. Потребности национальных экономик стран, указанных выше, учтены в дополнительных абзацах, которые выделены путем заключения их в рамки из тонких линий, а информация с объяснением причин включения этих положений приведена после соответствующих абзацев в виде примечаний.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования примененного международного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

Метод определения радиальных биений узла осевого нагружения по отношению к оси вращения шпинделя и параметры соосности к позиции измеряемого подшипника приведены в дополнительном приложении ДА.

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДБ

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав. Сведения о патентах приведены на www.iso.org/patents

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет методы и условия измерения вибрации цилиндрических однорядных и двухрядных подшипников (далее - подшипники) в установленных условиях измерения.

Настоящий стандарт распространяется на подшипники с цилиндрическим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 24346** Вибрация. Термины и определения

ГОСТ 24955** Подшипники качения. Термины и определения

ГОСТ 25256 Подшипники качения. Допуски. Термины и определения

ГОСТ 25347 (ISO 286-2:2010) Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Система допусков на линейные размеры. Ряды допусков, предельные отклонения отверстий и валов

ГОСТ 34905.1-2022 (ISO 15242-1:2015) Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 1. Основные положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 34905.1, ГОСТ 24346, ГОСТ 24955, ГОСТ 25256.

4 Режим измерения

4.1 Частота вращения

Номинальная частота вращения должна быть 1800 мин

(30 с

) для подшипников с наружным диаметром до 100 мм включительно и 900 мин

(15 с

) для подшипников с наружным диаметром от 100 до 200 мм включительно, если специально не оговорено иного. Предельные отклонения частоты вращения: нижнее минус 2%, верхнее плюс 1%.

Допускается применение других частот вращения и предельных отклонений по согласованию между изготовителем и потребителем. В частности, для подшипников малого размерного диапазона, чтобы получить адекватный сигнал, допускается использовать более высокие частоты вращения. С другой стороны, для подшипников большого размерного диапазона во избежание возможного повреждения ролика и дорожки качения допускается использовать более низкие частоты вращения.

4.2 Радиальная и осевая нагрузка подшипника

Подшипники нагружают в радиальном направлении. Значения нагрузок указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Значения радиальной нагрузки подшипника по умолчанию

Допускается применение других предельных значений радиальных нагрузок по согласованию между изготовителем и потребителем. Например, в зависимости от конструкции подшипника, частоты вращения и используемого смазочного материала допускается использовать более высокую нагрузку для предотвращения проскальзывания между роликами и дорожкой качения или более низкую нагрузку для предотвращения возможного повреждения ролика и дорожки качения.

Для подшипников, способных воспринимать осевую нагрузку, осевая нагрузка до 30 Н включительно должна быть приложена к наружному кольцу для обеспечения устойчивого режима работы.

Метод приложения радиальной и осевой нагрузок описан в 6.3.3.

Примечание - Значение радиальной нагрузки - это значение модуля результирующей силы. Значения фактически приложенных нагрузок зависят от угла между ними (см. рисунок 3).

5 Методы измерения и оценки

5.1 Измеряемая физическая величина

Измеряемой физической величиной, если специально не оговорено иного, является среднеквадратическое значение скорости

(мкм/с) в радиальном направлении.

5.2 Частотная область

Сигнал скорости вибрации анализируют в одной или нескольких полосах частот, диапазоны которых указаны в таблице 2, если специально не оговорено иного.

Таблица 2 - Диапазоны частот по умолчанию

Частота вращения, мин			Номинальная частота полосы пропускания, Гц
			Нижняя полоса (L)		Средняя полоса (M)			Верхняя полоса (H)
номин.	мин.	макс.
900	882	909	25	150	150	900	900			5000
1800	1764	1818	50	300	300	1800	1800			10000

По согласованию между изготовителем и потребителем могут быть использованы другие диапазоны частот в тех случаях, когда специальные диапазоны являются более значимыми для успешной работы подшипника. Примеры специальных частот вращения приведены в таблице 3.

Изменение частоты вращения подшипника всегда должно сопровождаться пропорциональным изменением граничных частот фильтра и предельных приемочных значений, а также обратно пропорциональным изменением минимального времени измерений. Примеры граничных частот полос пропускания фильтров приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Примеры диапазонов частот для специальных частот вращения

Частота вращения, мин			Номинальная частота полосы пропускания, Гц
			Нижняя полоса (L)		Средняя полоса (M)			Верхняя полоса (H)
номин.	мин.	макс.
3600	3528	3636	100	600	600	3600	3600			20000
700	686	707	20	120	120	700	700			4000
При частоте вращения 700 мин граничные частоты округлены (не точно соответствуют отношению частот вращения).

Узкополосный, октавный и третьоктавный спектральные анализы сигнала вибрации могут рассматриваться как дополнительные варианты оценки вибрации подшипника.

5.3 Измерение пульсации и импульса

Распознавание и определение параметров пульсаций или импульсов во временной области сигнала скорости, возникающих, как правило, вследствие дефектов поверхности и/или загрязнения измеряемого подшипника, могут рассматриваться как дополнительные возможности оценки вибрации. Для этого существуют разнообразные методы.

5.4 Последовательность проведения измерений

Подшипники следует измерять под воздействием радиальной нагрузки, приложенной в радиальном направлении к неподвижному кольцу и перпендикулярной к оси внутреннего кольца. Для обеспечения стабильной работы может понадобиться осевая нагрузка. При применении осевой нагрузки она прилагается с одной стороны неподвижного кольца. Для цилиндрических двухрядных подшипников, если позволяет их конструкция, измерение должно быть повторено с осевой нагрузкой на другой стороне неподвижного кольца.

При наличии двух внутренних или наружных колец, они должны быть соединены вместе для обеспечения повторяемости.

Для более точной оценки уместно проведение многочисленных измерений при различных угловых положениях неподвижного кольца относительно преобразователя вибрации.

При приемке подшипника наибольшее значение вибрации для каждой полосы частот должно быть в допустимых пределах, взаимно согласованных между изготовителем и потребителем.

Длительность измерений - по ГОСТ 34905.1-2022 (пункт 6.5).

6 Условия измерений

6.1 Состояние подшипника при измерении

6.1.1 Подшипник с заложенным смазочным материалом

Подшипники с заложенным смазочным материалом (пластичным, жидким или твердым), включая подшипники с защитными шайбами или уплотнениями, следует измерять в состоянии поставки.

6.1.2 Подшипник без заложенного смазочного материала

Поскольку загрязнение влияет на вибрацию, подшипники должны быть тщательно очищены с соблюдением мер предосторожности, чтобы не допустить попадания загрязнения или не создать иных источников вибрации.

Примечание - Некоторые консервационные смазки могут соответствовать требованиям к смазочным материалам для измерения вибрации. В таком случае, нет необходимости удалять консервационную смазку.

Подшипники без заложенного смазочного материала должны быть надлежащим образом смазаны маслом тонкой фильтрации, обычно имеющим кинематическую вязкость от 10 до 100 мм

/с в соответствии с типом и размером подшипника.

6.2 Условия окружающей среды при измерении

Подшипники следует измерять в окружающей среде, не оказывающей влияние на вибрацию подшипника.

6.3 Требования к средствам измерения

6.3.1 Жесткость шпинделя с оправкой

Шпиндель (включая оправку), используемый для удержания и вращения подшипника, должен быть устроен так, чтобы кроме передачи вращательного движения он представлял собой жесткую систему базирования для оси вращения. Вибрация, передаваемая от оправки, смонтированной со шпинделем, к подшипнику в используемой полосе частот должна быть пренебрежимо мала по сравнению с измеряемыми скоростями.

6.3.2 Механизм нагружения

Конструкция механизма нагружения, применяемая для приложения нагрузок к кольцу, на котором происходит измерение вибрации, должна позволять кольцу практически свободно совершать колебания во всех формах колебаний: радиальных, осевых, угловых и изгибных - в соответствии с типом подшипника, поскольку это обеспечивает нормальный режим работы подшипника.

6.3.3 Значение и расположение прилагаемой внешней нагрузки

Постоянную внешнюю радиальную нагрузку вместе с рекомендованной осевой нагрузкой, в случае, если она может быть приложена, следует прикладывать к неподвижному кольцу. Значение радиальной нагрузки указано в 4.2.

Искажение формы колец подшипника, вызываемое контактом с деталями механического узла, должно быть незначительным по сравнению с геометрической точностью, присущей измеряемому подшипнику.

Положение прилагаемой внешней радиальной нагрузки должно совпадать с серединой ширины наружного кольца. Направление прилагаемой внешней нагрузки должно совпадать с осью, перпендикулярной к оси вращения шпинделя. Положение и направление должны быть в пределах, указанных на рисунке 1 и в таблице 4. Измерения перпендикулярности внешней радиальной нагрузки - в соответствии с приложением A.

________________

В любом направлении.

Рисунок 1 - Отклонение линии действия радиальной нагрузки от направления и осевого положения

Таблица 4 - Значения предельных отклонений линии действия радиальной нагрузки

Ширина наружного кольца подшипника, мм	Осевое отклонение линии действия нагрузки от середины ширины наружного кольца , мм	Угловое отклонение линии действия нагрузки от оси, перпендикулярной оси шпинделя
	не более
Св. 10 до 20 включ.	0,3	1°
Св. 20 до 40 включ.	0,5
Св. 40 до 70 включ.	1

Положение и направление прилагаемой внешней осевой нагрузки должны совпадать с осью вращения шпинделя в пределах, указанных на рисунке 2 и в таблице 5. Измерения параметров соосности - в соответствии с приложением B.

a - линия действия внешней осевой нагрузки; b - ось вращения внутреннего кольца подшипника;

H

- радиальное отклонение линии действия осевой нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника;

- угловое отклонение линии действия осевой нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника

Рисунок 2 - Отклонение линии действия осевой нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника

Таблица 5 - Значения предельных отклонений линии действия осевой нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника

Наружный диаметр подшипника, мм	Радиальное отклонение линии действия нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника H, мм	Угловое отклонение линии действия нагрузки от оси вращения внутреннего кольца подшипника
	не более
От 30 до 50 включ.	0,4	30’
Св. 50 до 70 включ.	0,6
Св. 70 до 100 включ.	0,8
Св. 100 до 140 включ.	1,6
Св. 140 до 170 включ.	2,0
Св. 170 до 200 включ.	2,5

6.3.4 Положение преобразователя и направление измерений

Преобразователь должен быть расположен и ориентирован, как указано далее.

Ориентация и расположение по умолчанию: на поверхности неподвижного кольца в плоскости, соответствующей середине контактов роликов с дорожкой качения нагруженного неподвижного кольца. Для случая неподвижного наружного кольца см. рисунок 3.

Альтернативное расположение и ориентация: на поверхности неподвижного кольца в плоскости, соответствующей середине неподвижного кольца. Для случая неподвижного наружного кольца см. рисунок 4.

Угловое расположение по умолчанию: на поверхности неподвижного кольца в осевой плоскости, соответствующей направлению результирующей радиальной нагрузки. Для случая неподвижного наружного кольца см. рисунок 3.

Радиальные нагрузки должны прилагаться таким образом, чтобы они могли быть сведены к единой радиальной нагрузке, которая указана в таблице 1.

Допустимое осевое и угловое смещение преобразователя от выбранного положения составляет:

Осевое положение, мм:

Угловое положение:

±5° для всех наружных диаметров.

a - положение и направление преобразователя; b - прилагаемая радиальная нагрузка; с - направление осевой нагрузки (при ее наличии); d - результирующая прилагаемых радиальных нагрузок (см. таблицу 1)

Рисунок 3 - Положение преобразователя при измерении вибрации по умолчанию

a - положение и направление преобразователя; b - прилагаемая радиальная нагрузка; c - направление осевой нагрузки (при ее наличии)

Рисунок 4 - Альтернативное положение преобразователя при измерении вибрации

Направление оси чувствительности преобразователя должно быть перпендикулярно оси вращения (см. рисунок 5). Угловое отклонение от радиальной оси не должно превышать 5° в любом направлении.

-

угловое отклонение от радиальной оси

Рисунок 5 - Отклонение от радиальной оси

6.3.5 Оправка

Цилиндрическая поверхность оправки, на которой монтируют внутреннее кольцо подшипника, должна иметь диаметр класса допуска f5 по ГОСТ 25347 и минимальные геометрические погрешности. Это обеспечит скользящую посадку в отверстии подшипника.

Радиальные и торцовые биения должны быть проверены согласно порядку измерений. Биение может быть измерено с использованием порядка измерений по ГОСТ 34905.1-2022 (приложение C).

Приложение A

(обязательное)

Измерение перпендикулярности внешней радиальной нагрузки

Перпендикулярность устройства радиального нагружения относительно оси шпинделя следует измерять с использованием измерительной головки, перемещающейся на две радиальные дистанции по прецизионной планке, прикрепленной к валу шпинделя и перпендикулярной к оси шпинделя (см. рисунок A.1). Измерительная головка должна показывать ноль в первой позиции.

Измеренное отклонение, показанное индикатором, должно быть пересчитано в угловое отклонение от перпендикуляра к оси шпинделя, чтобы сделать возможным сравнение с предельными значениями, приведенными в таблице 4. Измерение должно быть выполнено на каждом из устройств радиального нагружения.

1 - измерительная головка в первой позиции; 2 - измерительная головка во второй позиции; 3 - прецизионный поршень, присоединенный к валу шпинделя 6; 4 - прецизионная планка, установленная перпендикулярно на прецизионный поршень 3; 5 - шпиндель; 6 - вал шпинделя; 7 - устройство радиального нагружения

Рисунок A.1 - Измерение перпендикулярности внешней радиальной нагрузки

Приложение B

(обязательное)

Измерение соосности внешней осевой нагрузки

Смещение устройства нагружения следует измерять с использованием двух измерительных головок, смонтированных на некотором осевом расстоянии между ними на планке, прикрепленной к валу шпинделя (см. рисунок В.1). Вал шпинделя следует медленно вращать, а измерительными головками измерять радиальное биение нагружающего поршня, находящегося в позиции нагружения.

Радиальное биение, измеренное двумя измерительными головками, должно быть приведено к осевому положению измеряемого подшипника, с тем чтобы сравнить с предельными значениями, которые приведены в таблице 5.

1, 2 - измерительные головки; 3 - планка для монтажа измерительных головок; 4 - вал шпинделя; 5 - устройство нагружения

Рисунок B.1 - Измерение соосности внешней осевой нагрузки

Приложение ДА

(обязательное)

Приведение параметров соосности внешней осевой нагрузки к осевому положению измеряемого подшипника

ДА.1 Основные расстояния вдоль оси показаны на рисунке ДА.1.

1

- подшипник; A - левая измерительная головка; B - правая измерительная головка;

- расстояние вдоль оси между головками в миллиметрах;

- расстояние вдоль оси между правой головкой и ближним торцом подшипника в миллиметрах;

- расстояние вдоль оси между правой головкой и дальним торцом подшипника в миллиметрах

Рисунок ДА.1

ДА.2 Амплитуды биений в позициях головок вычисляют по формулам

, (ДА.1)

где

- амплитуда биения в позиции левой измерительной головки в миллиметрах;

- максимальное показание левой измерительной головки в миллиметрах;

- минимальное показание левой измерительной головки в миллиметрах;

, (ДА.2)

где

- амплитуда биения в позиции правой измерительной головки в миллиметрах;

- максимальное показание правой измерительной головки в миллиметрах;

- минимальное показание правой измерительной головки в миллиметрах.

ДА.3 Разность фаз между биениями в позиции левой и правой измерительных головок

определяют как угол между угловыми позициями вала, в которых показания головок достигают максимума.

ДА.4 Угловое отклонение линии действия нагрузки от оси подшипника

(см. рисунок 1) вычисляют по формуле

. (ДА.3)

ДА.5 Радиальное отклонение линии действия нагрузки от оси подшипника

H

(см. рисунок 1) в позиции переднего и заднего торцов соответственно вычисляют при двух значениях

: при

и при

по формуле

. (ДА.4)

Наибольшее из двух вычисленных значений принимают в качестве радиального отклонения линии действия нагрузки в позиции измеряемого подшипника.

ДА.6 Допускается применять другие методы измерения соосности, например, с помощью лазерного центровщика.

Приложение ДБ

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Таблица ДБ.1