國(guó)外低振動(dòng)低噪聲軸承技術(shù)發(fā)展的研究
2006-10-23
國(guó)外關(guān)于滾動(dòng)軸承振動(dòng)與噪聲技術(shù)的研究,早在1933年就已在歐洲開(kāi)始,當(dāng)時(shí)的研究目的主要是為了在電機(jī)中以滾動(dòng)軸承替代滑動(dòng)軸承。1940年前后,尤其是1945年即第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,隨著軸承主要由軍工需求轉(zhuǎn)向民用市場(chǎng),日本開(kāi)始對(duì)軸承的振動(dòng)與噪聲進(jìn)行系統(tǒng)的研究,并于1960年制定了世界上個(gè)有關(guān)軸承噪聲的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JISB1548《滾動(dòng)軸承聲壓級(jí)測(cè)量方法》。1950年以后,美國(guó)主要從國(guó)防角度出發(fā),在海軍的支持下,開(kāi)始對(duì)軸承的振動(dòng)與噪聲進(jìn)行系統(tǒng)的研究,其在1954年制定的美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-B-17931《船艦技術(shù)條件》,對(duì)世界范圍內(nèi)的低振動(dòng)低噪聲軸承的技術(shù)發(fā)展,具有廣泛的影響力。軸承工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始批量且穩(wěn)定地生產(chǎn)低噪聲軸承,則是在1965年左右,隨著軸承生產(chǎn)裝備的機(jī)械化和自動(dòng)化程度的不斷提高、制造工藝的不斷改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的。1980年左右,低振動(dòng)低噪聲軸承的生產(chǎn)基本上形成了普及態(tài)勢(shì)?! 难芯康驼駝?dòng)低噪聲軸承的技術(shù)路線來(lái)看,日本對(duì)軸承噪聲的研究早于對(duì)軸承振動(dòng)的研究,而且一直比較側(cè)重于對(duì)軸承噪聲的研究。大約在1970年以后,才開(kāi)始在批量生產(chǎn)中采用振動(dòng)測(cè)量方法:而歐美則一直偏重于對(duì)軸承振動(dòng)——即軸承噪聲產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究。 從低振動(dòng)低噪聲軸承的加工工藝改進(jìn)歷程來(lái)看,首先是“以超代拋”——即以超精工藝代替拋光工藝的實(shí)現(xiàn),其使得軸承溝道的波紋度和粗糙度水平改善了50%;繼而是軸承清洗新工藝(如超聲波清洗)采用和鋼球質(zhì)量水平的不斷提高;再后是采用系列化的低振動(dòng)低噪聲潤(rùn)滑脂;Z近已進(jìn)入到不斷改善保持架質(zhì)量水平方面。當(dāng)今的低振動(dòng)低噪聲軸承,則必須采用磨削、超精、清洗和裝配等綜合工藝以及高質(zhì)量的鋼球、保持架和潤(rùn)滑脂等配套零件來(lái)實(shí)現(xiàn),而機(jī)械化、自動(dòng)化以及專業(yè)化則是批量且穩(wěn)定生產(chǎn)的前提與基礎(chǔ)。 從低振動(dòng)低噪聲軸承的技術(shù)水平來(lái)看,日本NSK、NTN、KOYO等公司的產(chǎn)品一直處于領(lǐng)先水平,其中尤以NSK公司Z具代表性,例如其已推出了“靜音”與“超靜音”軸承,并自豪地將NSK關(guān)于“球軸承噪聲與振動(dòng)的研究”稱之為“世界水平的成就”,目前的產(chǎn)品與1980年左右的產(chǎn)品相比,振動(dòng)水平約降低了50%;瑞典SKF和德國(guó)FAG等公司的產(chǎn)品處于先進(jìn)水平,與日本等公司的產(chǎn)品略有差距。 國(guó)外著名軸承公司對(duì)低振動(dòng)低噪聲軸承的研究 1、NSK公司 NSK的軸承噪聲(振動(dòng))等級(jí)分為4級(jí),即:標(biāo)準(zhǔn)、E、ER和EF級(jí)。對(duì)于電機(jī)軸承,則采用MC、MCR和MCF級(jí)。ER(MCR)級(jí)軸承即為“靜音”軸承,EF(MCF)級(jí)軸承即為“超靜音”軸承?! ?NSK不同噪聲(振動(dòng))等級(jí)軸承的典型用途見(jiàn)表1,其所對(duì)應(yīng)的軸承公差等級(jí)一般均為P0級(jí)。 表1 ----------------------------------------------------------------------------- 噪聲(振動(dòng))等級(jí)代號(hào) 典型用途 ----------------------------------------------------------------------------- 標(biāo)準(zhǔn) 汽車發(fā)電機(jī)、洗衣機(jī)、摩托車 E 洗衣機(jī)、摩托車、吸塵器、抽油煙機(jī)、電動(dòng)工具 ER(MCR) 空調(diào)器、洗衣機(jī)、吸塵器 EF(MCF) 空調(diào)器 ----------------------------------------------------------------------------- NSK在生產(chǎn)中采用安德魯測(cè)振儀檢查軸承的振動(dòng)及異音。其目前實(shí)物水平,以“靜音”級(jí)的6201CMR軸承實(shí)測(cè)值為例,振動(dòng)加速度級(jí)約為27dB,振動(dòng)速度約為:低頻段22μm/s、中頻段16μm/s、高頻段8μm/s?! ?NSK對(duì)低振動(dòng)低噪聲軸承的研究,現(xiàn)已發(fā)展到保持加噪聲產(chǎn)生機(jī)理分析、振動(dòng)噪聲長(zhǎng)壽命化技術(shù)、NRRO(Non Repeatable run Out——非重復(fù)性旋轉(zhuǎn)精度)評(píng)價(jià)系統(tǒng)和軸承異音分析系統(tǒng)等精深階段。 2、SKF公司 SKF的軸承振動(dòng)等級(jí)分為7級(jí),即:普通、Q5、Q6、Q05、Q55和Q66級(jí),其含 義見(jiàn)表2。對(duì)于電機(jī)軸承,則采用QE5和QE6級(jí)。 表2 ------------------------------------------------ 振動(dòng)等級(jí)代號(hào) 含義 ------------------------------------------------ 普通級(jí) Q5 振動(dòng)平均值低于普通級(jí) Q6 振動(dòng)平均值低 Q05 振動(dòng)峰值低于普通級(jí) Q06 振動(dòng)峰值極低 Q55 Q5+Q05 Q66 Q6+Q06 ------------------------------------------------ SKF在生產(chǎn)中采用VKL型測(cè)振儀檢查軸承的振動(dòng)及異音?! ?SKFZ近采用的深溝球軸承NQS(New Quality Standard——新質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))見(jiàn)表3,適用的軸承型號(hào)為607~6026、1607~16026、626~6222、6300~6319和6403~6416,其中Z引人注意的是對(duì)EQ5級(jí)電機(jī)軸承,需同時(shí)加軸向載荷和偏心載荷進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量。 表3 ---------------------------------------------------------- 軸承外徑D(mm) 振動(dòng)等級(jí) 尺寸公差 旋轉(zhuǎn)精度超過(guò) 到 ---------------------------------------------------------- 52 QE5 P6 P5 52 110 Q55 P6 P6 110 200 Q66 P6 P0 ---------------------------------------------------------- 注:測(cè)量載荷——對(duì)QE5級(jí)軸承,同時(shí)加軸向載荷和偏心載荷;對(duì)Q55和Q66級(jí)軸承,僅加軸向載荷。測(cè)量轉(zhuǎn)速——對(duì)D≤100mm的軸承,n=1800r/min;對(duì)D>100mm 的軸承,n=700r/min?! ?3、其他公司 FAG公司在1980年出版的軸承樣本中,就將原代表低噪聲軸承的后置代號(hào)“G”取消,其意義在于表明低振動(dòng)低噪聲已成為軸承的基本質(zhì)量要求,無(wú)須再另行標(biāo)志;Steyr公司交軸承振動(dòng)等級(jí)分為3級(jí),即:Q0、Q6和Q5級(jí);原英國(guó)RHP和美國(guó)Federal-Mogul等公司都制定有軸承振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。