润滑脂噪声在不同测试仪上的比对研究

谷红宽，刘建龙，李兴林，吴宝杰

（1.中国石化润滑油有限公司 天津分公司，天津 300480；2.杭州轴承试验研究中心 博士后工作站，杭州 310022）

在套圈、滚动体和保持架的加工精度及装配清洁度得到大幅度提高之后，轴承的噪声等级及特性基本取决于其采用的润滑脂［1-2］，因此低噪声润滑脂的研发和评定引起了国际范围的广泛关注［3-5］，滚动轴承润滑脂噪声测量评定方法也被列为ISO标准项目并计划在2018年底之前出版该项国际标准，中国也是此工作组（ISO/TC4/WG23）的活跃成员和专家小组成员。

正在工作组草案（CD）阶段的润滑脂噪声测评国际标准采用608等微小型精密轴承进行测评，与现行轴承振动测量国际标准保持一致。测量仪器的硬件、软件（即评定方法）均依据SKF公司的BeQuiet+或FAG公司的MGG 11，2种软件可安装于任何一台硬件上使用，如BeQuiet+仪器就带BeQuiet（BQ）和MoreQuiet（MQ）2种评价方法［6-8］。而我国目前尚无专用的润滑脂噪声测试仪器和分级方法，基本上是将待评定润滑脂注入轴承后，在国产轴承加速度振动仪或速度振动仪上通过测量轴承振动的有效值、峰值或波峰因数（也可通过扬声器监听代替峰值或波峰因数的定量测量），对不同润滑脂的噪声等级做出比较判别。

在此种情况下，就应特别关注同一款润滑脂在不同测试仪器及方法下测得的噪声特性或等级是否具有定量可比性或是否具有最基本的定性可比性。因此，选用市场上正在使用的3款润滑脂，注入专门用于润滑脂噪声等级评定的高精度608轴承，分别采用S0910-III轴承测振仪及BeQuiet+润滑脂噪声测试仪，通过实际测量结果进行对比分析研究。

1 测试准备

测试前，先用洁净的有机溶剂对高精度608轴承进行清洗，确保轴承清洗干净后，用特定防锈油与有机溶剂按照一定比例配比对测试轴承进行浸泡，并将浸泡后的轴承放入真空皿抽真空干燥，放置过夜。选取的3款润滑脂的技术参数见表1。

表1 润滑脂的技术参数Tab.1 Grease technical parameters

2 S0910-III噪声测试

S0910-III为加速度型轴承振动测试仪，心轴转速（1 500±30）r/min；轴向载荷49 N；测试环境温度20℃。

向每套轴承中加入适量润滑脂。选取轴承外圈外径面圆周方向均布的3点，每点测量持续时间不小于1 s，一面测完后将轴承翻转进行再次测量。取被测轴承2面共6点测量值中的最大值作为该轴承的振动分贝值。每种润滑脂测试5套轴承，取5套轴承振动有效值的算术平均值作为一款润滑脂的测试结果，见表2。

表2 润滑脂S0910-III噪声测试结果Tab.2 Test result of S0910-III

由表可知：BLM-K脂无论启动振动值还是运转振动值都明显优于S脂和M脂，且启动杂音少，波形平稳。S脂与M脂相比，轴承振动值相当，但是波形稳定方面S脂要优于M脂。

3 BQ测试

每款润滑脂装入5套轴承测试，心轴驱动转速1 800 r/min，轴向载荷30 N，注脂采用专用注射器和PE导管。

首先，测试轴承按照标准要求进行空白测试并保存测试文件；然后，BeQuiet+仪器对轴承自动注脂，润滑脂启动噪声在轴承启动运转的最初10 s内测定；运转噪声在轴承启动运转10 s后的60 s内测定。对每套轴承测试10次，然后通过软件将采集到的振动速度峰值（PV，μm/s）数据按照BQ1（PV≤5），BQ2（5＜PV≤10），BQ3（10＜PV≤20），BQ4（20＜PV≤40）进行分类统计，并按照GN级别的对应标准评定润滑脂的噪声等级，测试结果如图1所示。

图1 BQ噪声测试结果Fig.1 Test result of BQ

从图中可以看出，3种脂的整体评定都达到了GN4，但5套轴承的测试结果不同。采用BLM-K脂的5套轴承100%在BQ1等级水平，润滑脂噪声等级均达到GN4（静音润滑脂），证明该润滑脂具有较高的洁净度；采用S脂的轴承有3套达到GN4，1#和3#轴承均为GN3，但3#轴承比1#轴承中的BQ1等级要多；采用M脂的轴承有4套达到GN4，而2#轴承峰值中100%为BQ2，只能评定为GN3。综上所述：BLM-K脂噪声性能稳定，润滑脂洁净度高；M脂噪声和洁净度相对稳定；S脂噪声等级总体在GN3及以上，稳定程度有待提高。

4 MQ测试

将润滑脂装入5套轴承测试，注脂量为0.33 g，心轴驱动转速1 800 r/min，轴向载荷30 N，对轴承处理及加脂使用有机溶剂、专用防锈油和定量注脂枪。

将待评定润滑脂注入已处理好的轴承中，根据被测轴承在中频带和高频带的振动特性，以“噪声等级/启动噪声特性”表示润滑脂的噪声特性，如I/1，II/1，III/4等。其中，润滑脂的噪声等级（noise class）通过运转噪声特性和噪声衰减能力评价，分为I，II，III，IV共4个等级；润滑脂的启动噪声特性分1，2，3，4共4个等级。测试结果见表3。

表3 MQ噪声测试结果Tab.3 Test result of MQ

由表可知：采用BLM-K脂的5套轴承在噪声衰减系数方面都达到了I级，洁净度也达到了1级，润滑脂噪声表现稳定，对于振动衰减效果明显，噪声等级评定为I/1；采用S脂的1#和2#轴承噪声衰减系数≥IV，对轴承振动速度衰减能力较差，虽然洁净度也达到了1级，但是在0～32 s和32～64 s的峰值整体明显高于BLM-K脂，由此导致噪声衰减系数较小，即对轴承振动的衰减能力较弱，因此其噪声等级评定为III/1；采用M脂的轴承有4套处于II级，相对比较稳定，其中2#轴承表现较好，达到了I级，润滑脂噪声衰减系数较大，对轴承振动的衰减能力较强，噪声等级评定为II/1。

5 结束语

选用3款稠化剂、基础油种类相同，基础油黏度相近的低噪声润滑脂，注入608精密轴承后分别采用S0910-III轴承测振仪和BeQuiet+轴承测振仪以及对应的噪声评定方法进行了测评，从结果可以看出：由于仪器硬件和软件都存在差异，3种测量方法下的测量结果没有定量可比性；但3款润滑脂在不同测量方法下的噪声特性优劣顺序基本一致，说明结果具有定性可比性。

另外，相对于S0910-III，BeQuiet+的硬件更为强大，评定方法也更为合理，而且减少了人为因素对噪声等级评定的影响，结果更具有说服力。因此，实验室对润滑脂噪声特性的评估或相关各方对润滑脂噪声特性的测量结果存在争议时，应以BeQuiet+仪器的测量结果为准。同时建议我国应着手开发国产润滑脂噪声特性测评仪器，并制定相应的评定方法标准。