引言：

隨著汽車(chē)主機(jī)廠對(duì)NVH性能要求的不斷提高，作為高速旋轉(zhuǎn)核心支撐的軸承，其性能標(biāo)準(zhǔn)也日益嚴(yán)苛。其中，波紋度測(cè)量與控制已成為主機(jī)廠對(duì)軸承供應(yīng)商提出的核心要求之一。相較于傳統(tǒng)的圓度控制，波紋度測(cè)量的結(jié)果，能與軸承組裝后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲有較為直接的關(guān)聯(lián)性，是提升汽車(chē)靜謐性與舒適性的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

一、波紋度的定義與測(cè)量原理

1.定義

• 波紋度（Wrta）：某一單一UPR的幅值。
• UPR定義： 回轉(zhuǎn)測(cè)量中的周波數(shù)，即零件旋轉(zhuǎn)一周信號(hào)中出現(xiàn)的波峰數(shù)量，簡(jiǎn)稱(chēng)波。

2.測(cè)量原理

采用半徑測(cè)量法，以精密轉(zhuǎn)軸為測(cè)量基準(zhǔn)。使用精密位移傳感器和角向傳感器獲取被測(cè)件的圓輪廓數(shù)據(jù)，經(jīng)快速傅里葉（FFT）變換成頻域信號(hào)，得出每一單一頻率（UPR）的幅值。如圖：

3.信號(hào)維度關(guān)系

時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)的關(guān)系：時(shí)域與頻域是同一信號(hào)在不同維度的表現(xiàn)，通過(guò)FFT相互關(guān)聯(lián)。

• 時(shí)域信號(hào)： 以時(shí)間為橫軸，描述信號(hào)幅度的動(dòng)態(tài)變化。
• 頻域信號(hào)： 以頻率為橫軸，展示信號(hào)的頻譜分布。

二、波紋度（Wrta）測(cè)量和圓度測(cè)量的區(qū)別

（一）設(shè)備硬件差異

1.主軸精度要求

波紋度儀：需滿(mǎn)足全帶通波紋度要求，即主軸在所有UPR頻段均保持極高精度，避免自身振動(dòng)干擾測(cè)量。

圓度儀：僅需保證低波段精度。

2.隔振系統(tǒng)要求

波紋度儀：需全帶通隔振，任何頻段的振動(dòng)均影響UPR分析。

圓度儀：僅需低頻隔振。

3.傳感器性能

波紋度儀：精度0.001μm。

圓度儀：精度0.01μm。

4.信號(hào)帶寬

波紋度儀：需≥1KHz高帶寬。

圓度儀：帶寬要求較低，通?！?00Hz。

（二）測(cè)量本質(zhì)差異

1.測(cè)量定義本質(zhì)

波紋度儀：每一單一UPR的幅值，如處理500upr，則有500個(gè)波紋度值。

圓度儀：最大半徑差，只有唯一值。

2.信號(hào)分析維度

波紋度儀：頻域信號(hào)分析。

圓度儀：時(shí)域信號(hào)分析。

（三）數(shù)值關(guān)系

圓度值 =所處理單一UPR幅值的總和

三、波紋度測(cè)量的必要性

1.振動(dòng)噪聲相關(guān)性

圓度測(cè)量局限：基于時(shí)域信號(hào)分析，零件的圓度值與軸承工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲幅值相關(guān)性不強(qiáng)。

波紋度測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)：波紋度測(cè)量結(jié)果與零件裝配后工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲相關(guān)性強(qiáng)。

2.表面質(zhì)量分析能力

圓度測(cè)量局限：圓度測(cè)量對(duì)分析被測(cè)件表面質(zhì)量問(wèn)題無(wú)法提供有效幫助。

波紋度測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)：波紋度可以精準(zhǔn)定位引起形狀誤差的原因，更有利于對(duì)被測(cè)件表面質(zhì)量問(wèn)題分析。

四、威爾儀器介紹

威爾波紋度儀系列基于FFT諧波分析系統(tǒng)，支持RTA分析、分段波段公差限定、特定波段限定，覆蓋圓度，圓柱度，波紋度全測(cè)量功能，為高速旋轉(zhuǎn)部件NVH性能控制提供解決方案。