关于寿命问题 冷却风扇的寿命

冷却风扇的寿命,指的是因为连续运行一段时间后,冷却风扇的送风能力丧失,或者噪音增大到无法使用的状态。

冷却风扇的寿命

旋转寿命——由转速下降到一定值来定义的

音响寿命——由噪音增加到一定值来定义的

关于①的旋转寿命,数值上可以明确规定,并且测量也容易,通常所说的寿命就是指这个旋转寿命。在②的音响寿命中,虽然定义了噪音增加到多少分贝时为寿命,但最终的判断是基于用户的感受,使用条件不同,即使达到规定值后也可能仍然可以使用,通常没有关于基準或寿命时间的具体指示。在我们公司,冷却风扇的寿命是通过①的旋转寿命来定义的,当额定转速下降到70%时,判定为寿命终止。

冷却风扇轴承的寿命

冷却风扇的轴承采用滚珠轴承,这里解释一下滚珠轴承的寿命。由于冷却风扇施加在轴承上的负载本身较小,因此冷却风扇的寿命由注入轴承中的润滑脂的劣化决定。与动力电动机相比,冷却风扇本身的运行和起动转矩较小,因此当润滑脂劣化导致润滑功能丧失时,轴承的起动转矩和运行转矩会变得非常大,有时甚至无法启动。润滑脂劣化会导致冷却风扇轴承产生的噪音增大,因此润滑脂的寿命会影响冷却风扇的寿命。
润滑脂的寿命可以用以下公式表示。

 
$$\begin{align} \mathrm{log}\ t = K_1 - K_2\frac{n}{N_{max}} - \left(K_3 - K_4 \frac{n}{N_{max}} \right)T \end{align}$$

t

平均润滑脂寿命

K_1K_2K_3K_4

由润滑脂决定的常数

N_{max}

润滑脂润滑的容许回转数

n

轴承的转速

T

轴承的运行温度

这个公式表明,由于Nmax已经由轴承决定,润滑脂寿命取决于温度和轴承的转速。然而,在公司的产品水平上,轴承的转速对寿命的影响几乎可以忽略不计,因此, \(\displaystyle \frac{n}{N_{max}}\) 是一个固定值,润滑脂寿命将由温度决定。

关于推算使用寿命

根据轴承(滚珠轴承)的润滑脂寿命公式预估的寿命。

推算使用寿命特性

以下图表显示了冷却风扇的推算使用寿命特性(例如:小型AC输入冷却风扇MU1238A型号)
这个图表是通过实际测量冷却风扇轴承在额定电压时的温度上升值,并使用轴承的润滑脂寿命公式预估轴承的寿命。

推算使用寿命特性

关于预期寿命

进行加速测试,显示在使用的环境温度上限值时,90%以上的风扇满足以下判定标准。

判定标准

  • 转速(额定电压时):额定值的70%以上
  • 输入电流(额定电压时):额定值的130%以内