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軸承選擇不當對電機性能的影響(姊妹篇)

    作者:宏拓新軟件
    發布日期:2019-05-27         
閱讀:106     
 
 

電機工程師來說,在選用電機用軸承的時候,必須從各種角度來考慮該軸承的選型。首先應比較電機和軸承的設計壽命和軸承的疲勞壽命,以此來決定軸承的尺寸,同時還要注意潤滑脂老化引起的潤滑脂壽命、磨損、噪聲,另根據電機的不同用途,必須對精度、配合、游隙、保持架、潤滑脂、密封結構、裝卸及其他特殊要求進行選用。

軸承安裝時軸承內徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要,當配合過松時,配合面會產生相對滑動稱作蠕變。蠕變一旦產生會對磨損配合面,損傷軸或外殼,而且,磨損粉末會侵入軸承內部,造成發熱、振動和破壞過盈過大時,會導致外圈外徑變小或內圈內徑變大,會減小軸承內部游隙,另外,軸和外殼加工的幾何精度也會影響軸承套圈的原有精度,從而影響軸承的使用性能。

電機軸承的選擇應從軸承尺寸、精度、配合、游隙、保持架、密封、潤滑、特殊要求、安裝和使用等多種因素進行綜合評價和決策。

電機軸承選擇應關注的因素

電機軸承的尺寸選擇

按照使用機械與設計壽命。在選擇軸承時,有意加大疲勞壽命系數,這不僅要選擇大的軸承,不經濟,并且,軸的強度、剛性、安裝尺寸等,往往并不一定只以疲勞壽命為基礎。各種機械所使用的軸承,根據使用條件,有基準的設計壽命,以經驗疲勞壽命系數表示。軸承廠家會推介具體的選擇辦法。

電機軸承精度的選擇

在一般的工業電機,采用P6、甚至P0級精度也可以滿足其使用要求。軸承精度主要指尺寸精度和旋轉精度,國標參照國際標準分別規定了不同的精度等級及主要尺寸的公差及公差值,軸承精度分為P0、P6、P5、P4、P2五個等級,依次提高。

滾動軸承的精度按照尺寸公差和旋轉精度確定。尺寸公差包括軸承內徑、外徑、寬度和組裝寬度的公差;倒角尺寸的公差極限值和寬度不同的公差值。

旋轉精度因素包括內圈、外圈徑向跳動的公差值;內圈、外圈軸向跳動的公差值;內圈、側向跳動的公差值;外圈外徑面傾斜的公差值。

滾動軸承配合的選用原則

●軸承套圈相對于負荷的狀況。相對于負荷方向為旋轉或擺動的套圈,應選擇過盈配合或過渡配合。相對于負荷方向固定的套圈應選擇間隙配合。當以不可分離型軸承作流動支承時,則應以相對于負荷方向為固定的套圈作為游動套圈,選擇間隙配合或過渡配合。

●負荷的類型和大小。當受沖擊負荷或重負荷時,一般應選擇比正常、輕負荷時更為緊密的配合。對于向心軸承負荷的大小用徑向當量動負荷Pr與徑向額定動負荷Cr的比值來劃分,負荷越大配合過盈越大。

輕負荷Pr/Cr小于等于0.06;正常負荷Pr/Cr大于0.06,小于0.13;

重負荷Pr/Cr大于0.13。

●軸承尺寸大小隨著軸承尺寸的增大,選擇的過盈配合過盈越大,間隙配合間隙越大。

●應檢驗安裝后軸承的游隙是否滿足使用要求,以便正確選擇配合及軸承游隙。

●其它因素的影響軸和軸承座的材料、強度和導熱性能;外部及在軸承中產生的熱的導熱途徑和熱量,支承安裝和調整性能等都會影響配合的選擇。

電機軸承游隙的選擇

所謂軸承內部游隙,即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時,將其內圈或外圈的其中之一固定,然后使未被固定的一方做徑向、軸向或角向移動時的移動量。根據移動方向,可以分為徑向游隙、軸向和角向游隙。

軸承運轉時由于軸承配合以及內外圈溫差的原因,一般要比初期游隙小,從理論上講,軸承在運轉時,稍帶負的運轉游隙,則軸承的壽命最大。但要保持這一最佳游源是非常困難的。隨著使用條件的變化,軸承的負游隙會相應增大,從而導致軸承壽命顯著下降或產生發熱。因此,一般將軸承的初期游隙定為略大于零。運轉游隙可以從軸承的初期游隙和因為過盈所造成的游隙減少量,以及因外因溫度差而產生的游隙變化量求出。

電機

●過盈造成的游隙減少量。軸承采用靜配合安裝于軸或軸承箱上時,內圈膨脹,外圈收縮,導致軸承內部游隙減少。內圈或外圈的膨脹或收縮量,因軸承形式,軸和軸承箱形狀、尺寸及材料不同而不同,大致近似過盈量的70%~90%。

●內、外圈溫度差造成的游隙減少量。軸承運轉時,一般外圈溫度比內圈或滾動體溫度低5~10℃。若軸承箱放熱量大或軸連著熱源,或空心軸內部有熱流體流動,則內外圈溫度差更大。該溫度差造成的內外圈熱膨脹量之差便成為游隙減少量。

電機軸承保持器材料和結構的選擇

保持架在深溝球軸承中起著等距離隔離滾動體并防止滾動體掉落、引導并帶動滾動體轉動的作用,不同的保持架對應軸承的使用要求不同。

●沖壓鉚釘保持架一般用于負載較大,抗沖擊載荷、中等轉速,外徑大于26mm的深溝球軸承。

●沖壓浪形保持架一般用于負載較大、中等轉速、低摩擦扭矩、外徑大于等于13且小于26mm的深溝球軸承。

●沖壓冠形形保持架一般用于負載較小、低轉速,低摩擦扭矩,聲音要求不高、外徑小于13mm的深溝球軸承。

●實體尼龍保持架一般用于負載較小、高轉速、低摩擦扭矩、聲音要求高、適用于外徑小于等于22mm的深溝球軸承。

 

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