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電機軸承游隙的選擇


軸承雜音、軸承溫度高、軸承裂紋、端蓋軸承室開裂等多種涉及到軸承的電機質量問題困擾著電機生產廠家,同樣的問題也使軸承生產廠家焦頭爛額,終端客戶反饋的信息既是必須第一時間回復的大事也是產品改進的方向。
這里暫且撇開軸承制造或各品牌之間質量的差異影響,單就軸承與電機軸的配合關系討論。 應該說,電機行業歷經J系列、JO系列到目前推廣應用的YE3、YE4超高效、超超高系列,軸承與電機軸的配合一直在不斷更新改進,設計理念逐步趨向精益化制造,但軸承與電機軸的配合間關系實在是太惟妙了,盡管有成熟的技術供設計參考,要真正弄懂并應用還真不是一件容易的事。 為使復雜問題簡單化,參重點對電機軸承游隙選擇與大家個交流,旨在探明軸承與電機間的復雜關系。
軸承是電機重要的零部件,如何能做到軸承與電機性能及實際使用工況的匹配著實是一個課題,軸承與電機直接配合的尺寸包括內圈直徑、外圈直徑和厚度。按照電機的特殊性會涉及軸承的游隙、精度及其他如耐熱、防塵等具體性能。 軸承游隙對電機的整體性能起到至關重要的作用,如何選擇軸承、如何選擇軸承游隙,如何確定軸承與軸、軸承室的公差逐步成為電機與軸承廠家共同探索的課題。
影響軸承游隙因素
游隙是軸承工作的重要因素,游隙分為軸向游隙和徑向游隙。選擇適當的游隙,可使載荷在軸承滾動體之間合理分布,可限制軸(或端蓋)的軸向和徑向位移,保證軸的旋轉精度,能使軸承在規定的溫度下正常工作,減少振動和噪聲,有利于提高軸承的壽命。
選擇軸承游隙時,應考慮以下幾個方面的因素:
1.軸承與軸和端蓋孔為過盈配合時,會導致軸承游隙減??;
2. 電機對軸承使用性能的要求,如旋轉精度、摩擦力矩、振動和噪聲等(特別提示,電機應使用Z1及以上振動要求的軸承);
3.軸承的工作條件,如載荷、溫度、轉速等。
軸承游隙的選擇原則
我國國家標準規定的軸承的游隙值分為小游隙輔助組(C1、C2組)、基本組(0組)和大游隙輔助組(C3、C4、C5組)。在正常工作條件下,宜優先選用基本組,便于使軸承得到合適的工作游隙。當基本組不能滿足使用要求時,則應選用輔助組游隙。


1.大游隙輔助組適用于軸承與軸和外殼孔采用過盈配合、軸承內外圈溫差較大,深溝球軸承需要承受較大軸向負荷或需改善調心性能,以及要求提高極限轉速和降低軸承摩擦力矩等場合。
與軸承廠溝通的過程獲悉,有的電機生產廠家因為零部件加工精度較差,只能通過采用大游隙軸承彌補不同心和缺陷,但該方式下裝配的電機整性性能要差。
2.小游隙輔助組適用于要求較高的旋轉精度、需嚴格控制外殼孔的軸向位移,以及需減少振動和噪聲的場合。 電機運行時,因軸、端蓋材料膨脹系數不同,導致軸承游隙變化程度差異。
相對適宜的工作游隙
深溝球軸承最適宜的工作游隙接近于零;滾子軸承應保持有少量的工作游隙,在要求支撐鋼性良好的部件中,軸承允許有一定數值的預緊力。
工作游隙,是指軸承在實際運轉條件下的游隙;還有一種游隙叫原始游隙,是指軸承未安裝前的游隙(原始游隙大于安裝游隙)。對游隙的選擇,主要是選擇合適的工作游隙。
軸承選型原則 各種結構類型軸承由于不同的結構特性,可適應于不同的使用條件,設計人員可根據自己的需要進行選擇。
通常選擇軸承類型時應綜合考慮下列各主要因素:
1.載荷是選擇軸承最主要的依據,通常應根據載荷的大小、方向和性質選擇軸承。
2.一般情況下,滾子軸承由于是線接觸,承載能力大,適用于承受較大載荷;球軸承由于是點接觸,承載能力小,適用于輕、中等載荷。
3.載荷方向純徑向力作用,宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承。純軸向載荷作用,選用推力球軸承。徑向載荷和軸向載荷聯合作用時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,這兩種軸承隨接觸角增大承受軸向載荷能力提高。
4.載荷性質有沖擊載荷時,宜選用滾子軸承。
軸承性能比較 高速性能
一般摩擦力矩小、發熱量小的軸承高速性能好。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉速,故高速時應優先考慮選用球軸承。徑向載荷小時,選用深溝球軸承;徑向載荷大時,選用圓柱滾子軸承。對聯合載荷,載荷小時,選用角接觸球軸承;載荷大時,選用圓錐滾子軸承或圓柱滾子軸承與角接觸球軸承組合。
軸向游動性能
電機工作時,因機械摩擦或工作介質的關系而使軸發熱,從而有熱脹冷縮產生。在選擇軸承結構類型時,應使其軸有軸向游動的可能性。
這了較好解決電機軸承系統問題,不少的軸承廠家已開始針對于電機產品,特別是高壓電機配置特殊游隙的軸承,雙方的對接和互動會使轉動領域更和諧。
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