噪声和振动是轴承从设备上拆下的前两大原因。在 SKF 损伤分析数据库记录的轴承中，振动过大占拆卸原因的 32%，噪声过大另占 23%。其后依次是维护拆卸 12%、温度过高 11% 和卡死 9%（SKF Evolution，图 2）。超过一半的拆卸，都始于操作人员能够听到或感觉到的症状。
工程师由此要处理两类截然不同的问题。一类是诊断问题：设备噪声很大，必须在拆卸轴承之前判断噪声源是否确实来自轴承。另一类是合同问题：编写技术规格时，“低噪声”并不是一项可据以约束供应商的要求。本文同时解决这两类问题。首先说明轴承噪声的实际测量方式，而这种测量并不使用麦克风；随后说明各测量频带反映什么问题、哪项标准规定限值，以及采购订单中应写入哪些条款。
先说明本文的适用范围。本文面向负责滚动轴承选型、采购或故障排查的设计、采购和可靠性工程师。如果你要处理的是汽车车轮发出的嗡鸣声，相关基础知识请参阅我们的汽车球轴承指南。
核心要点
- 轴承噪声是在主轴试验台上以振动速度测量的，而不是测量房间内的声压。 内圈以 1,800 rpm 旋转，静止的外圈施加预紧，速度传感器直接从套圈读取信号（MinebeaMitsumi）。
- 信号分为三个频带：L 频带为 50 至 300 Hz，M 频带为 300 至 1,800 Hz，H 频带为 1,800 至 10,000 Hz。哪个频带不合格，就能把排查范围缩小到相应尺度的缺陷。
- ISO 15242 规定如何测量，而不规定何为合格。 第1至第4部分规定测量方法和校准。数据表上仅写“ISO 15242”，只能说明测量程序。
- 验收限值由另一份文件规定。 对于深沟球轴承，GB/T 32325 将 V 组定义为基本要求，随后是 V1、V2、V3、V4，以及用于最严格工况的 VF3 和 VF4。
- 精度等级不是噪声规格。 ISO 492 和 ABEC 等级评定尺寸公差。内部游隙组、精度等级和振动组是三项相互独立的指标，必须分别注明。
- 首先证明噪声确实来自轴承。 SKF 明确指出，电机噪声“不一定由轴承引起”（SKF）。保持架、润滑剂、游隙和安装几何条件，会先于轴承本体决定系统的噪声下限。
轴承噪声实际如何测量
轴承噪声的量化指标是轴承套圈上的振动速度，而不是空气中的声级。轴承安装在精密主轴上，主轴带动内圈以 1,800 rpm 旋转，同时对静止的外圈施加预紧。速度传感器接触外圆周，将传递到套圈的振动直接转换为电信号（MinebeaMitsumi）。
采用这种布置是为了隔离其他影响。在房间内读取的分贝值，除了轴承，还会把整机、安装结构和建筑声学特性一并测入。在高精度主轴上直接读取套圈的振动速度，可以排除这些因素，得到真正属于轴承零件本身的数值。因此，一只轴承可能通过台架试验，装入设备后却仍处于高噪声系统中。这也说明了为什么只有台架测得的数值适合写入采购订单。
完成这种测量的仪器通常称为 Anderon 测振仪，输出值以 Anderon 为单位，这是轴承振动专用单位（MinebeaMitsumi）。测量方法本身，包括校准及其基础定义，由 ISO 15242-1 规定。
三个频带分别能说明什么
测得的信号并不是以单一数值报告，而是分成三个频带分别评定（MinebeaMitsumi）：
这种划分之所以有用，是因为频率与产生振动的特征尺度成反比。在转速固定时，滚道上的长波长偏差，例如套圈形状误差或低阶波纹度，缓慢经过滚动体，因此出现在频谱低端。表面粗糙度或微小污染压痕等短波长特征会更频繁地产生冲击，因此落在高频段。由此，只有 H 频带不合格时，应优先检查表面质量、清洁度和颗粒污染；L 频带不合格时，则应检查几何精度、形状和轴承的固定方式。
应把这种对应关系视为工程解释，而不是标准条款。频带边界本身是固定且公开的；每个频带对成因的指向属于推断，仍需结合实物加以确认。
ISO 15242 规定测量方法，而不规定限值
关于轴承噪声的资料很少明确指出这一点，但它却是这个主题中最实用的信息：ISO 15242 规定测量方法和校准，不规定合格或不合格限值。第1部分涵盖在规定测量条件下测量旋转滚动轴承振动的基本方法及校准，其余部分则把该方法扩展到具体轴承类型。
| 部分 | 版本 | 适用范围 |
|---|---|---|
| ISO 15242-1 | 2015 | 基础：测量条件与校准 |
| ISO 15242-2 | 2015 | 圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承 |
| ISO 15242-3 | 2017 | 圆柱孔和圆柱外表面的向心调心滚子轴承与圆锥滚子轴承 |
| ISO 15242-4 | 2017 | 圆柱孔和圆柱外表面的向心圆柱滚子轴承 |
实际含义是，供应商可以如实宣称符合 ISO 15242，却完全没有说明轴承是否满足低噪声要求。符合该标准，只表示测量操作正确。测得的数值能否接受，取决于其他文件中的限值，例如产品技术条件或你自己的图样。
一项可执行的噪声要求必须同时注明两份文件：一份规定测量方法，一份规定限值。 只引用测量方法标准，得到的是没有验收准则的程序；只引用限值，则没有双方认可的取值方法可供比较。
可写入采购订单的振动组
对于深沟球轴承，验收限值见 GB/T 32325-2015。该标准规定轴承振动速度的技术要求、测量方法、评定方法和检验规则，并定义了一系列振动组；采购订单中应写明的正是这个组别。
V 组是通用轴承的基本振动要求。V1、V2、V3 和 V4 组适用于振动要求逐级提高的轴承，VF3 和 VF4 则用于最严格的工况。该标准引用 GB/T 24610.1 和 GB/T 24610.2 作为测量方法，也就是把上文所述的测量方法与限值分工直接写进了标准。
适用范围与组别本身同样重要，因为忽略适用范围后，写入订单的要求可能根本无法执行：
该标准适用于直径系列 0、2 和 3 的深沟球轴承。公称外径必须大于 10 mm 且不超过 200 mm，外形尺寸符合 GB/T 276。VF3 和 VF4 仅适用于外径大于 10 mm 且不超过 100 mm 的轴承。如果为外径 150 mm 的轴承指定 VF4，就写入了一项超出标准适用范围的要求。
这里还需要纠正一种流传甚广的说法。供应商报价和零件清单中常见将“Z1/Z2/Z3”噪声等级与“V1/V2/V3”并列，买家也会在没有文件依据的情况下沿用“Z2V2”之类的简称。现行技术条件实际定义的组别是 V、V1、V2、V3、V4、VF3 和 VF4。如果报价中出现 Z 级，应询问它由哪项标准的哪个版本定义，并要求提供该组别对应的台架报告。我们的海外采购中国轴承指南说明了如何把这类证据附入订单，而不是停留在电话承诺中。
本文有意不列出各组的振动速度数值限值。这些数值是 GB/T 32325 中的规范性内容，不宜在此转载。零件经销商页面流传的数值无法追溯到标准，二次发布恰恰会制造本网站力求避免的无来源数据。请购买标准，或要求供应商引用限值表并注明版本。
GB/T 与 ISO 对照
中国测量方法标准采用相同的方法，并且逐部分对应。GB/T 24610 共四个部分，其名称与 ISO 15242 的四个部分一一对应。 第1部分为基础，第2部分适用于圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承，第3部分适用于向心调心滚子轴承与圆锥滚子轴承，第4部分适用于向心圆柱滚子轴承。现行的 GB/T 24610.1-2019 于 2019 年 10 月发布、2020 年 5 月 1 日实施，取代 2009 年版。
| 测量方法 | 中国国家标准 | 适用范围 |
|---|---|---|
| ISO 15242-1 | GB/T 24610.1 | 基础 |
| ISO 15242-2 | GB/T 24610.2 | 圆柱孔和圆柱外表面的向心球轴承 |
| ISO 15242-3 | GB/T 24610.3 | 向心调心滚子轴承与圆锥滚子轴承 |
| ISO 15242-4 | GB/T 24610.4 | 向心圆柱滚子轴承 |
依据 GB/T 24610 测得的振动数值，与依据 ISO 15242 测得的数值，是用相同程序描述同一个量。 因此，区分安静轴承与高噪声轴承的关键从来不在于产地，而在于指定了哪个验收组、该组由哪项标准的哪个版本定义，以及是否有台架报告。应要求供应商提供组别和报告。
各类噪声的听感及其成因
制造商会按名称对轴承声音分类，而每种名称都对应一种机理。NSK 的 Bearing Doctor 正是以此为基础，将典型损伤声音片段与滚道声、保持架噪声、污染物噪声等声音的对策配对（NSK）。
| 声音 | 特征 | 可能的机理 | 首要对策 |
|---|---|---|---|
| 滚道声 | 随转速升高的连续、平稳嗡鸣声 | 滚道波纹度和表面质量，属于轴承固有特性 | 指定更严格的振动组；核查台架报告 |
| 污染物噪声 | 不规则、无周期性的咔嗒声或爆裂声 | 润滑剂中的颗粒压伤滚道或在滚道上滚过 | 控制装配清洁度、密封和过滤 |
| 滚动体或滚道缺陷声 | 与转速同步的规则周期性滴答声 | 某一表面存在局部剥落或压痕 | 更换轴承；调查损伤模式 |
| 保持架噪声 | 随载荷变化的哗啦声或间歇性振颤声 | 保持架兜孔游隙和保持架运动，通常与润滑剂有关 | 选择保持架类型和润滑剂 |
| 尖啸声 | 音调高，常仅在冷机时出现 | 润滑膜破坏、润滑脂低温特性 | 按温度范围选择润滑脂 |
| 滚子咔嗒声 | 滚子轴承在低速时发出咔嗒声 | 轻载时滚子进入承载区 | 复核预紧或最小载荷 |
滚道声、保持架噪声和污染物噪声是 NSK 使用的分类名称。其余各行采用车间常见说法描述相同的诊断类别，机理和对策则为工程归纳。
有两项成因值得单独说明，因为它们经常被误归咎于轴承质量。
滚道几何形状是滚道声的来源。 健康轴承持续发出的嗡鸣声取决于套圈形状、波纹度和表面质量，而这些特性由磨削和超精加工决定。因此，滚道声属于制造工艺特性；买家要控制这一特性，唯一有意义的手段就是在采购时指定振动组。
电蚀造成的噪声并不能靠换一只新轴承解决。 在逆变器驱动的电机中，轴电压可能穿过润滑膜放电并侵蚀滚道，逐渐形成称为搓板纹的平行波纹。轴承安装时可能很安静，但噪声和振动会随损伤发展而上升。ISO 15243:2017 将电蚀列为独立的损伤模式。低强度情形称为漏电电蚀（ISO 5.4.3），常见于采用变频器驱动而轴未正确接地的电机（SKF Evolution）。如果不纠正电流路径，之后更换的每一只轴承都会重蹈覆辙。
关于这些损伤背后的完整分类，请参阅我们的轴承失效分析指南。该指南按条款号介绍 ISO 15243 的六种模式，以及状态监测中采用的四阶段振动发展过程。
更换之前，先证明噪声来自轴承
拆卸任何零件之前，应先按顺序排除其他原因。SKF 对此说得非常直接：电机噪声“不一定由轴承引起”（SKF）。该公司把噪声视为系统属性。保持架材料、润滑剂和内部游隙，加上限制不对中的轴、轴承座及端盖公差，共同决定系统噪声。
其中两条分支值得进一步说明。共振是系统效应，单靠收紧轴承振动组要求无法消除。SKF 开发 Quiet Running 深沟球轴承，正是为了防止发电机的转子、定子与轴承之间发生共振。其设计目标是尽量抑制结构共振，而不只是降低轴承本体的噪声辐射（SKF）。如果噪声在某一转速突然变得尖锐，并在该转速两侧消失，面对的就是共振问题。
重复失效本身就是诊断依据。 如果新轴承以与上一只相同的方式再次出现噪声，几乎可以确定轴承从来就不是根本原因。应检查电流路径、配合和对中。
如何规定低噪声轴承
一项可执行的低噪声要求需要注明四件事，而“低噪声”本身并不在其中。应逐项确定以下控制要素。
1. 振动组及定义该组的技术条件。 这是唯一能使要求可检验的条款。应注明组别、定义该组的标准及版本，以及测量方法标准。
2. 内部游隙。 工作游隙过大会扩大非承载区，增加振动和噪声；负游隙则会导致预紧和发热。游隙也是 SKF 指出的三项电机噪声控制因素之一。我们的轴承内部游隙指南详细说明配合和温度如何改变工作游隙，以及电机专用 CM 游隙组的适用范围。
3. 保持架。 SKF 的 Quiet Running 轴承可配冲压钢保持架或机加工黄铜保持架，并且与标准深沟球轴承完全互换（SKF）。因此，改变保持架选择属于规格变更，而不需要重新设计。
4. 润滑剂。 低噪声润滑脂需在专用试验台上鉴定。Klüber 将 Klüberquiet BQ 72-72 定位为电机和风机用低噪声滚动轴承润滑脂，并在 SKF BeQuiet+ 等试验台上验证其低噪声性能（Klüber）。如果噪声是关键指标，就应按名称指定润滑脂，而不能采用供应商的默认填脂。我们的轴承润滑指南介绍油膜与温度因素，密封轴承与防尘盖轴承对比则说明封闭形式如何影响润滑脂保持。
精度等级不应列入上述噪声控制清单。ISO 492 和 ABEC 等级评定尺寸公差与旋转精度，而不是噪声。 更严格的公差确实能减少部分几何误差，但公差标准中没有任何噪声要求，因此高 ABEC 等级并不构成噪声规格。我们的 ABEC 轴承精度等级指南说明该等级控制什么、不控制什么。同样的误区也常见于微型轴承采购，游隙、扭矩和噪声都必须分别注明。
综合起来，采购订单条款可写成：
轴承噪声 / 振动要求
1. 振动组 : GB/T 32325-2015，V3 组
（确认产品在适用范围内：直径系列 0/2/3，
外径大于 10 mm 且不超过 200 mm；VF3/VF4 仅适用于外径大于 10 mm 且不超过 100 mm）
2. 测量方法 : GB/T 24610.2 / ISO 15242-2，报告 L、M、H 三个频带
3. 所需证据 : 每批提供台架报告，并可追溯至批号
4. 内部游隙 : 指定游隙组（如 CN、C3，电机工况可用 CM）
5. 保持架 : 指定类型（冲压钢 / 机加工黄铜 / 聚酰胺）
6. 润滑剂 : 指定润滑脂名称和填充量
7. 应用说明 : 注明转速、载荷、温度和安装配合，
以便供应商指出不匹配之处
第 3 条是买家最常遗漏的一条，也正是它把愿望变成了可检验的技术规格。
常见问题
问：轴承噪声由什么引起？
几乎所有轴承噪声都可归入六种机理。滚道波纹度和表面质量产生称为滚道声的连续嗡鸣。颗粒污染产生不规则咔嗒声。局部剥落或压痕产生周期性滴答声。保持架运动产生哗啦声。润滑膜破坏产生尖啸声，并且常常只在冷机时出现。在逆变器驱动的电机中，穿过润滑膜的放电会侵蚀滚道，使噪声随时间升高。内部游隙过大或为负，以及不对中，会放大其中多种噪声。
问：如何测量轴承噪声？
测量的是轴承套圈上的振动速度，而不是空气中的声压。内圈安装在精密主轴上并以 1,800 rpm 旋转，静止的外圈施加预紧，速度传感器接触外圆周。信号分为三个频带分别评定。测量方法由 ISO 15242 规定，GB/T 24610 采用等效方法。
问：Anderon 测振仪测量什么？
它测量轴承振动，并以 Anderon 为单位表示；该单位专用于旋转轴承的振动。读数按频带报告：L 频带为 50 至 300 Hz，M 频带为 300 至 1,800 Hz，H 频带为 1,800 至 10,000 Hz。由于内圈由高精度主轴驱动，信号又直接从外圈读取，因此可以排除外部影响，检测到微小振动（MinebeaMitsumi）。
问：轴承上的 Z 和 V 噪声等级是什么意思？
V 组有明确的标准定义。GB/T 32325-2015 将 V 组规定为深沟球轴承的基本振动要求。V1、V2、V3 和 V4 适用于更高要求，VF3 和 VF4 最为严格，后两组仅适用于外径不超过 100 mm 的轴承。供应商报价中流传的“Z”等级是一种简称，并非现行技术条件中的代号。收到任何等级报价时，都应询问定义该等级的标准及版本，然后索取台架报告。
问：更高的 ABEC 或 ISO 492 精度等级是否意味着轴承更安静？
不是。这些标准评定尺寸公差和旋转精度，不含任何噪声或振动要求。精度等级、内部游隙组和振动组是三项相互独立的规格。轴承即使满足严格的尺寸公差，仍可能无法通过某一振动组，因此噪声必须单独列项。
问：设备噪声很大，怎样判断是否来自轴承？
按排除顺序检查。如果音调不随轴转速变化，应检查结构或驱动系统。如果设备与从动负载脱开后噪声消失，应检查联轴器和对中。如果更换润滑脂后噪声发生变化，或只在冷机时出现，应检查润滑剂。如果采用变频驱动，而且第二只轴承以相同方式失效，应测量轴电压。如果配合或端盖几何尺寸超差，应检查安装。SKF 自己的指导意见也指出，电机噪声不一定由轴承引起，因此轴承应当是最后一个候选，而不是第一个。
结论
轴承噪声更多时候是规格问题，而不是质量问题。关键可归纳为以下几点：
- 噪声是在 1,800 rpm 下以套圈的分频带振动速度测量，而不是以分贝测量。三个频带分别为 50 至 300、300 至 1,800 和 1,800 至 10,000 Hz。
- ISO 15242 和 GB/T 24610 规定测量方法，但都不规定限值，因此仅声明符合标准并不构成噪声要求。
- 验收限值以组别表示。对于深沟球轴承，该组别序列为 V、V1 至 V4、VF3 和 VF4，依据 GB/T 32325，并受明确的外径适用范围限制。
- 精度等级不是噪声规格。振动组、游隙、保持架和润滑脂才是控制因素，每一项都应在订单中单独列明。
- 更换轴承之前，应证明噪声源确实来自轴承；对于逆变器驱动设备尤其如此，因为重复失效指向电流路径，而不是轴承零件。
如果正在为噪声有明确要求的应用选配轴承，请将应用数据发送给安德轴承工程团队。我们将根据转速、载荷和安装条件推荐振动组，并提供相应的台架报告格式。也可以从所需尺寸入手，浏览我们的深沟球轴承产品。我们的轴承代号解读指南说明游隙和特殊结构后缀如何标注在套圈上。
关于作者
Jeff Li 为安德轴承撰写轴承工程与全球采购方面的内容。他直接与汽车、重工业和可再生能源领域的 OEM 及售后市场买家合作。欢迎在 LinkedIn 上联系。
