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电机轴承游隙的选择


轴承杂音、轴承温度高、轴承裂纹、端盖轴承室开裂等多种涉及到轴承的电机质量问题困扰着电机生产厂家,同样的问题也使轴承生产厂家焦头烂额,终端客户反馈的信息既是必须第一时间回复的大事也是产品改进的方向。
这里暂且撇开轴承制造或各品牌之间质量的差异影响,单就轴承与电机轴的配合关系讨论。 应该说,电机行业历经J系列、JO系列到目前推广应用的YE3、YE4超高效、超超高系列,轴承与电机轴的配合一直在不断更新改进,设计理念逐步趋向精益化制造,但轴承与电机轴的配合间关系实在是太惟妙了,尽管有成熟的技术供设计参考,要真正弄懂并应用还真不是一件容易的事。 为使复杂问题简单化,参重点对电机轴承游隙选择与大家个交流,旨在探明轴承与电机间的复杂关系。
轴承是电机重要的零部件,如何能做到轴承与电机性能及实际使用工况的匹配着实是一个课题,轴承与电机直接配合的尺寸包括内圈直径、外圈直径和厚度。按照电机的特殊性会涉及轴承的游隙、精度及其他如耐热、防尘等具体性能。 轴承游隙对电机的整体性能起到至关重要的作用,如何选择轴承、如何选择轴承游隙,如何确定轴承与轴、轴承室的公差逐步成为电机与轴承厂家共同探索的课题。
影响轴承游隙因素
游隙是轴承工作的重要因素,游隙分为轴向游隙和径向游隙。选择适当的游隙,可使载荷在轴承滚动体之间合理分布,可限制轴(或端盖)的轴向和径向位移,保证轴的旋转精度,能使轴承在规定的温度下正常工作,减少振动和噪声,有利于提高轴承的寿命。
选择轴承游隙时,应考虑以下几个方面的因素:
1.轴承与轴和端盖孔为过盈配合时,会导致轴承游隙减小;
2. 电机对轴承使用性能的要求,如旋转精度、摩擦力矩、振动和噪声等(特别提示,电机应使用Z1及以上振动要求的轴承);
3.轴承的工作条件,如载荷、温度、转速等。
轴承游隙的选择原则
我国国家标准规定的轴承的游隙值分为小游隙辅助组(C1、C2组)、基本组(0组)和大游隙辅助组(C3、C4、C5组)。在正常工作条件下,宜优先选用基本组,便于使轴承得到合适的工作游隙。当基本组不能满足使用要求时,则应选用辅助组游隙。


1.大游隙辅助组适用于轴承与轴和外壳孔采用过盈配合、轴承内外圈温差较大,深沟球轴承需要承受较大轴向负荷或需改善调心性能,以及要求提高极限转速和降低轴承摩擦力矩等场合。
与轴承厂沟通的过程获悉,有的电机生产厂家因为零部件加工精度较差,只能通过采用大游隙轴承弥补不同心和缺陷,但该方式下装配的电机整性性能要差。
2.小游隙辅助组适用于要求较高的旋转精度、需严格控制外壳孔的轴向位移,以及需减少振动和噪声的场合。 电机运行时,因轴、端盖材料膨胀系数不同,导致轴承游隙变化程度差异。
相对适宜的工作游隙
深沟球轴承最适宜的工作游隙接近于零;滚子轴承应保持有少量的工作游隙,在要求支撑钢性良好的部件中,轴承允许有一定数值的预紧力。
工作游隙,是指轴承在实际运转条件下的游隙;还有一种游隙叫原始游隙,是指轴承未安装前的游隙(原始游隙大于安装游隙)。对游隙的选择,主要是选择合适的工作游隙。
轴承选型原则 各种结构类型轴承由于不同的结构特性,可适应于不同的使用条件,设计人员可根据自己的需要进行选择。
通常选择轴承类型时应综合考虑下列各主要因素:
1.载荷是选择轴承最主要的依据,通常应根据载荷的大小、方向和性质选择轴承。
2.一般情况下,滚子轴承由于是线接触,承载能力大,适用于承受较大载荷;球轴承由于是点接触,承载能力小,适用于轻、中等载荷。
3.载荷方向纯径向力作用,宜选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承。纯轴向载荷作用,选用推力球轴承。径向载荷和轴向载荷联合作用时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承,这两种轴承随接触角增大承受轴向载荷能力提高。
4.载荷性质有冲击载荷时,宜选用滚子轴承。
轴承性能比较 高速性能
一般摩擦力矩小、发热量小的轴承高速性能好。球轴承比滚子轴承有较高的极限转速,故高速时应优先考虑选用球轴承。径向载荷小时,选用深沟球轴承;径向载荷大时,选用圆柱滚子轴承。对联合载荷,载荷小时,选用角接触球轴承;载荷大时,选用圆锥滚子轴承或圆柱滚子轴承与角接触球轴承组合。
轴向游动性能
电机工作时,因机械摩擦或工作介质的关系而使轴发热,从而有热胀冷缩产生。在选择轴承结构类型时,应使其轴有轴向游动的可能性。
这了较好解决电机轴承系统问题,不少的轴承厂家已开始针对于电机产品,特别是高压电机配置特殊游隙的轴承,双方的对接和互动会使转动领域更和谐。
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