波纹度与圆度的区别

引言：

随着汽车主机厂对NVH性能要求的不断提高，作为高速旋转核心支撑的轴承，其性能标准也日益严苛。其中，波纹度测量与控制已成为主机厂对轴承供应商提出的核心要求之一。相较于传统的圆度控制，波纹度测量的结果，能与轴承组装后运转时产生的振动和噪声有较为直接的关联性，是提升汽车静谧性与舒适性的关键技术环节。

 

一、波纹度的定义与测量原理

1.定义

• 波纹度（Wrta）：某一单一UPR的幅值。
• UPR定义： 回转测量中的周波数，即零件旋转一周信号中出现的波峰数量，简称波。

2.测量原理

采用半径测量法，以精密转轴为测量基准。使用精密位移传感器和角向传感器获取被测件的圆轮廓数据，经快速傅里叶（FFT）变换成频域信号，得出每一单一频率（UPR）的幅值。如图：

3.信号维度关系

时域信号和频域信号的关系：时域与频域是同一信号在不同维度的表现，通过FFT相互关联。

 

• 时域信号： 以时间为横轴，描述信号幅度的动态变化。
• 频域信号： 以频率为横轴，展示信号的频谱分布。

二、波纹度（Wrta）测量和圆度测量的区别

（一）设备硬件差异

1.主轴精度要求

波纹度仪：需满足全带通波纹度要求，即主轴在所有UPR频段均保持极高精度，避免自身振动干扰测量。

圆度仪：仅需保证低波段精度。

2.隔振系统要求

波纹度仪：需全带通隔振，任何频段的振动均影响UPR分析。

圆度仪：仅需低频隔振。

3.传感器性能

波纹度仪：精度0.001μm。

圆度仪：精度0.01μm。

4.信号带宽

波纹度仪：需≥1KHz高带宽。

圆度仪：带宽要求较低，通常≤100Hz。

（二）测量本质差异

1.测量定义本质

波纹度仪：每一单一UPR的幅值，如处理500upr，则有500个波纹度值。

圆度仪：最大半径差，只有唯一值。

2.信号分析维度

波纹度仪：频域信号分析。

圆度仪：时域信号分析。

（三）数值关系

圆度值 = 所处理单一UPR幅值的总和

三、波纹度测量的必要性

1.振动噪声相关性

圆度测量局限：基于时域信号分析，零件的圆度值与轴承工作时产生的振动噪声幅值相关性不强。

波纹度测量优势：波纹度测量结果与零件装配后工作时产生的振动和噪声相关性强。

2.表面质量分析能力

圆度测量局限：圆度测量对分析被测件表面质量问题无法提供有效帮助。

波纹度测量优势：波纹度可以精准定位引起形状误差的原因，更有利于对被测件表面质量问题分析。

 

四、威尔仪器介绍

威尔波纹度仪系列基于FFT谐波分析系统，支持RTA分析、分段波段公差限定、特定波段限定，覆盖圆度，圆柱度，波纹度全测量功能，为高速旋转部件NVH性能控制提供解决方案。