國外低振動低噪聲軸承技術發(fā)展的研究
2006-10-23
國外關于滾動軸承振動與噪聲技術的研究,早在1933年就已在歐洲開始,當時的研究目的主要是為了在電機中以滾動軸承替代滑動軸承。1940年前后,尤其是1945年即第二次世界大戰(zhàn)結束以后,隨著軸承主要由軍工需求轉向民用市場,日本開始對軸承的振動與噪聲進行系統(tǒng)的研究,并于1960年制定了世界上個有關軸承噪聲的國家標準JISB1548《滾動軸承聲壓級測量方法》。1950年以后,美國主要從國防角度出發(fā),在海軍的支持下,開始對軸承的振動與噪聲進行系統(tǒng)的研究,其在1954年制定的美國軍用標準MIL-B-17931《船艦技術條件》,對世界范圍內的低振動低噪聲軸承的技術發(fā)展,具有廣泛的影響力。軸承工業(yè)發(fā)達國家開始批量且穩(wěn)定地生產低噪聲軸承,則是在1965年左右,隨著軸承生產裝備的機械化和自動化程度的不斷提高、制造工藝的不斷改進而實現(xiàn)的。1980年左右,低振動低噪聲軸承的生產基本上形成了普及態(tài)勢。 從研究低振動低噪聲軸承的技術路線來看,日本對軸承噪聲的研究早于對軸承振動的研究,而且一直比較側重于對軸承噪聲的研究。大約在1970年以后,才開始在批量生產中采用振動測量方法:而歐美則一直偏重于對軸承振動——即軸承噪聲產生的原因進行研究?! 牡驼駝拥驮肼曒S承的加工工藝改進歷程來看,首先是“以超代拋”——即以超精工藝代替拋光工藝的實現(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)采用和鋼球質量水平的不斷提高;再后是采用系列化的低振動低噪聲潤滑脂;Z近已進入到不斷改善保持架質量水平方面。當今的低振動低噪聲軸承,則必須采用磨削、超精、清洗和裝配等綜合工藝以及高質量的鋼球、保持架和潤滑脂等配套零件來實現(xiàn),而機械化、自動化以及專業(yè)化則是批量且穩(wěn)定生產的前提與基礎。 從低振動低噪聲軸承的技術水平來看,日本NSK、NTN、KOYO等公司的產品一直處于領先水平,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關于“球軸承噪聲與振動的研究”稱之為“世界水平的成就”,目前的產品與1980年左右的產品相比,振動水平約降低了50%;瑞典SKF和德國FAG等公司的產品處于先進水平,與日本等公司的產品略有差距。 國外著名軸承公司對低振動低噪聲軸承的研究 1、NSK公司 NSK的軸承噪聲(振動)等級分為4級,即:標準、E、ER和EF級。對于電機軸承,則采用MC、MCR和MCF級。ER(MCR)級軸承即為“靜音”軸承,EF(MCF)級軸承即為“超靜音”軸承。 NSK不同噪聲(振動)等級軸承的典型用途見表1,其所對應的軸承公差等級一般均為P0級。 表1 ----------------------------------------------------------------------------- 噪聲(振動)等級代號 典型用途 ----------------------------------------------------------------------------- 標準 汽車發(fā)電機、洗衣機、摩托車 E 洗衣機、摩托車、吸塵器、抽油煙機、電動工具 ER(MCR) 空調器、洗衣機、吸塵器 EF(MCF) 空調器 ----------------------------------------------------------------------------- NSK在生產中采用安德魯測振儀檢查軸承的振動及異音。其目前實物水平,以“靜音”級的6201CMR軸承實測值為例,振動加速度級約為27dB,振動速度約為:低頻段22μm/s、中頻段16μm/s、高頻段8μm/s?! ?NSK對低振動低噪聲軸承的研究,現(xiàn)已發(fā)展到保持加噪聲產生機理分析、振動噪聲長壽命化技術、NRRO(Non Repeatable run Out——非重復性旋轉精度)評價系統(tǒng)和軸承異音分析系統(tǒng)等精深階段。 2、SKF公司 SKF的軸承振動等級分為7級,即:普通、Q5、Q6、Q05、Q55和Q66級,其含 義見表2。對于電機軸承,則采用QE5和QE6級。 表2 ------------------------------------------------ 振動等級代號 含義 ------------------------------------------------ 普通級 Q5 振動平均值低于普通級 Q6 振動平均值低 Q05 振動峰值低于普通級 Q06 振動峰值極低 Q55 Q5+Q05 Q66 Q6+Q06 ------------------------------------------------ SKF在生產中采用VKL型測振儀檢查軸承的振動及異音?! ?SKFZ近采用的深溝球軸承NQS(New Quality Standard——新質量標準)見表3,適用的軸承型號為607~6026、1607~16026、626~6222、6300~6319和6403~6416,其中Z引人注意的是對EQ5級電機軸承,需同時加軸向載荷和偏心載荷進行振動測量。 表3 ---------------------------------------------------------- 軸承外徑D(mm) 振動等級 尺寸公差 旋轉精度超過 到 ---------------------------------------------------------- 52 QE5 P6 P5 52 110 Q55 P6 P6 110 200 Q66 P6 P0 ---------------------------------------------------------- 注:測量載荷——對QE5級軸承,同時加軸向載荷和偏心載荷;對Q55和Q66級軸承,僅加軸向載荷。測量轉速——對D≤100mm的軸承,n=1800r/min;對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“G”取消,其意義在于表明低振動低噪聲已成為軸承的基本質量要求,無須再另行標志;Steyr公司交軸承振動等級分為3級,即:Q0、Q6和Q5級;原英國RHP和美國Federal-Mogul等公司都制定有軸承振動標準。