nsk家電軸承的初期靜音及靜音壽命

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1、《中國軸承論壇》第二屆會議論文NSK家電軸承的初期靜音及靜音壽命NSK中國技術(shù)中心劉奇蔣興奇黃志強一、前言隨著中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)的需求量迅速增長，由此帶動了中國空調(diào)制造業(yè)的飛躍發(fā)展。中國原有的空調(diào)企業(yè)不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，新的企業(yè)又不斷加人空調(diào)業(yè)，同時世界著名空調(diào)制造商也紛紛在中國投資建廠，參與中國市場份額競爭及出口。圖1給出了近十年來中國空調(diào)產(chǎn)量和出口比例的變化趨勢?，由圖可知，近年來每年的空調(diào)增加量都在500萬臺左右，2001年空調(diào)總產(chǎn)量達2200萬臺，占世界空調(diào)總產(chǎn)量的38％”J?？梢?，中國已成為名副其實的世界空調(diào)工廠。隨著空調(diào)制造技術(shù)

2、的進步和市場供求關(guān)系的變化。市場對空調(diào)的性能，尤其對空調(diào)的靜音性能、能耗性能、免維護性能和價格提出了更高的要求。如圖2所示，軸承作為空調(diào)風扇電機的配套件，對空調(diào)的性能有重要影響，軸承靜音和靜音壽命直接影響空調(diào)的靜音性能和免維護性能；軸承潤滑脂壽命影響免維護性能；軸承摩擦性能對空調(diào)能耗性能有一定程度的影響。25002000姐k1500蓑1000廿500012108；v6囂丑4Ⅱ鉬20199091929394959697989920002001C年圖I1990—2001年中國空調(diào)產(chǎn)量茂出口比率年度增幅圍由于聲音的直覺性，多年來中國空調(diào)及其風扇電機制造商對軸承的初期靜音

3、極為重視。隨著空調(diào)市場供需關(guān)系的變化以及性能價格競爭的加劇，近期對軸承的靜音壽命和潤滑脂壽命提出了新要求。由于靜音壽命和潤滑脂壽命的評價需要一定的技術(shù)、設(shè)備和漫長的時間，多數(shù)軸承制造商目前尚無能力對其進行評價。NSK對空調(diào)軸承的靜音壽命和潤滑脂壽命進行了深人和細致的研究，本文介紹NSK空調(diào)風扇電機用軸承的靜音壽命試驗結(jié)果和潤滑壽命經(jīng)驗公式。囤2軸承性能對空調(diào)性能的影響·37·《中國軸承論壇》第二屆會議論文二、空調(diào)軸承的靜音壽命和潤滑脂壽命一般情況下，軸承壽命是指軸承的疲勞壽命。其定義為單個軸承，其中一個套圈(或墊圈)或滾動體材料首次出現(xiàn)疲勞擴展之前，一套圈(或墊圈

4、)相對于另一套圈(或墊圈)的轉(zhuǎn)數(shù)”J。最新疲勞壽命研究表明，當軸承載荷小于一定值時，軸承不會產(chǎn)生疲勞破壞，疲勞壽命可以達到無限。因此，只有軸承承受中、重載荷時，才會出現(xiàn)疲勞破壞。而空調(diào)風扇電機軸承，由于其運轉(zhuǎn)狀態(tài)下承受的載荷很小(一般≤0．1％C)，鋼球與內(nèi)外圈的赫茲接觸應(yīng)力極小，不會產(chǎn)生疲勞剝落?？照{(diào)風扇電機軸承，隨著軸承運轉(zhuǎn)時間的增加，軸承的靜音性能將逐漸劣化。當軸承噪聲超過可容忍值時，就認為軸承不能繼續(xù)使用，但軸承并沒有發(fā)生疲勞破壞，因此靜音壽命是指軸承保持靜音運轉(zhuǎn)的總時間。衡量空調(diào)風扇電機軸承運轉(zhuǎn)壽命時間采用靜音壽命比疲勞壽命更合理。潤滑脂壽命則表現(xiàn)在其潤

5、滑性能劣化，使軸承溫度升高，最終使軸承發(fā)生咬死時的總運轉(zhuǎn)時間。三、靜音壽命對比試驗1試驗方法軸承靜音壽命試驗裝置如圖3所示。試驗裝置模擬了空調(diào)風扇電機軸承的運轉(zhuǎn)工況條件，并強化部分試驗條件如高溫下運轉(zhuǎn)等，通過定時測量軸承的振動(安德魯值)變化來評價軸承的靜音壽命。同時，為了掌握NSK空調(diào)風扇電機軸承的初期靜音和靜音壽命的現(xiàn)狀，將NSK軸承與用于相同工況條件下其他公司的相同尺寸軸承進行了對比試驗。具體試樣為(1)NSK608ZZ(使用尼龍保持架)與M公司制608ZZ(使用金屬保持架)各6套(2)NSK制6202zz(使用金屬保持架)與中國T公司、中國s公司制6202

6、毖(使用金屬保持架)各4套。靜音壽命試驗機恒溫箱圖3軸承靜音壽命試驗裝置另外，事先對試樣軸承進行了篩選，以保證其初期靜音相同或基本相近。2對比試驗結(jié)果NSK608軸承與M公司制608軸承中、高頻段靜音壽命對比試驗結(jié)果如圖4所示。NSK制6202軸承與S公司和T公司制6202軸承的中、高頻段靜音壽命對比試驗結(jié)果如圖5所示。由圖4a可以看出，盡管M公司制608軸承的初期靜音性能與NSK608軸承相同，但隨著運轉(zhuǎn)時間的增加，NSK制608軸承振動的中頻安德魯值緩慢增加。運轉(zhuǎn)3000h后軸承振動的中頻安德魯值增加約1倍；而M公司制608運轉(zhuǎn)100h后的軸承振動中頻安德魯值

7、即與NSK運轉(zhuǎn)3000h的軸承相當，運轉(zhuǎn)3000h后軸承振動的中頻安德魯值增加約3倍。對軸承振動的高頻段安德魯值(圖4b)，NSK制608軸承與M公司制608軸承隨運轉(zhuǎn)時問增加的變化規(guī)律與中頻段相似。可見，盡管與M公司制608與NSK制608的初期靜音相同，但在同等試驗條件下，NSK制608的靜音壽命明顯優(yōu)于M公司。由圖5a可以看出，隨著運轉(zhuǎn)時間的增加，NSK制6202軸承振動的中頻安德魯值緩慢增加。運轉(zhuǎn)2000h后軸承振動的中頻安德魯值增加約一倍。但s和T公司制6202隨著運轉(zhuǎn)時間的增加，軸承振動的增加較快，尤其當運轉(zhuǎn)500h后的軸承振動中頻安德魯值迅速增加。S

8、公司制62