轴承选择不当对电机性能的影响
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对电机工程师来说，在选用电机用轴承的时候，必须从各种角度来考虑该轴承的选型。首先应比较电机和轴承的设计寿命和轴承的疲劳寿命，以此来决定轴承的尺寸，同时还要注意润滑脂老化引起的润滑脂寿命、磨损、噪声，另根据电机的不同用途，必须对精度、配合、游隙、保持架、润滑脂、密封结构、装卸及其他特殊要求进行选用。 轴承安装时轴承内径与轴、外径与外壳的配合非常重要，当配合过松时，配合面会产生相对滑动称作蠕变。蠕变一旦产生会对磨损配合面，损伤轴或外壳，而且，磨损粉末会侵入轴承内部，造成发热、振动和破坏过盈过大时，会导致外圈外径变小或内圈内径变大，会减小轴承内部游隙，另外，轴和外壳加工的几何精度也会影响轴承套圈的原有精度，从而影响轴承的使用性能。 电机轴承的选择应从轴承尺寸、精度、配合、游隙、保持架、密封、润滑、特殊要求、安装和使用等多种因素进行综合评价和决策。 电机轴承选择应关注的因素 1电机轴承的尺寸选择 按照使用机械与设计寿命。在选择轴承时，有意加大疲劳寿命系数，这不仅要选择大的轴承，不经济，并且，轴的强度、刚性、安装尺寸等，往往并不一定只以疲劳寿命为基础。各种机械所使用的轴承，根据使用条件，有基准的设计寿命，以经验疲劳寿命系数表示。轴承厂家会推介具体的选择办法。 2电机轴承精度的选择 在一般的工业电机，采用P6、甚至P0级精度也可以满足其使用要求。轴承精度主要指尺寸精度和旋转精度，国标参照国际标准分别规定了不同的精度等级及主要尺寸的公差及公差值，轴承精度分为P0、P6、P5、P4、P2五个等级，依次提高。 滚动轴承的精度按照尺寸公差和旋转精度确定。尺寸公差包括轴承内径、外径、宽度和组装宽度的公差;倒角尺寸的公差极限值和宽度不同的公差值。 旋转精度因素包括内圈、外圈径向跳动的公差值;内圈、外圈轴向跳动的公差值;内圈、侧向跳动的公差值;外圈外径面倾斜的公差值。 3滚动轴承配合的选用原则 ●轴承套圈相对于负荷的状况。相对于负荷方向为旋转或摆动的套圈，应选择过盈配合或过渡配合。相对于负荷方向固定的套圈应选择间隙配合。当以不可分离型轴承作流动支承时，则应以相对于负荷方向为固定的套圈作为游动套圈，选择间隙配合或过渡配合。 ●负荷的类型和大小。当受冲击负荷或重负荷时，一般应选择比正常、轻负荷时更为紧密的配合。对于向心轴承负荷的大小用径向当量动负荷Pr与径向额定动负荷Cr的比值来划分，负荷越大配合过盈越大。 轻负荷Pr/Cr小于等于0.06;正常负荷Pr/Cr大于0.06，小于0.13; 重负荷Pr/Cr大于0.13。 ●轴承尺寸大小随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈越大，间隙配合间隙越大。 ●应检验安装后轴承的游隙是否满足使用要求，以便正确选择配合及轴承游隙。 ●其它因素的影响轴和轴承座的材料、强度和导热性能;外部及在轴承中产生的热的导热途径和热量，支承安装和调整性能等都会影响配合的选择。 4电机轴承游隙的选择 所谓轴承内部游隙，即指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其内圈或外圈的其中之一固定，然后使未被固定的一方做径向、轴向或角向移动时的移动量。根据移动方向，可以分为径向游隙、轴向和角向游隙。 轴承运转时由于轴承配合以及内外圈温差的原因，一般要比初期游隙小，从理论上讲，轴承在运转时，稍带负的运转游隙，则轴承的寿命最大。但要保持这一最佳游隙是非常困难的。随着使用条件的变化，轴承的负游隙会相应增大，从而导致轴承寿命显著下降或产生发热。因此，一般将轴承的初期游隙定为略大于零。运转游隙可以从轴承的初期游隙和因为过盈所造成的游隙减少量，以及因外因温度差而产生的游隙变化量求出。 ●过盈造成的游隙减少量。轴承采用静配合安装于轴或轴承箱上时，内圈膨胀，外圈收缩，导致轴承内部游隙减少。内圈或外圈的膨胀或收缩量，因轴承形式，轴和轴承箱形状、尺寸及材料不同而不同，大致近似过盈量的70%~90%。 ●内、外圈温度差造成的游隙减少量。轴承运转时，一般外圈温度比内圈或滚动体温度低5~10℃。若轴承箱放热量大或轴连着热源，或空心轴内部有热流体流动，则内外圈温度差更大。该温度差造成的内外圈热膨胀量之差便成为游隙减少量。 5电机轴承保持器材料和结构的选择 保持架在深沟球轴承中起着等距离隔离滚动体并防止滚动体掉落、引导并带动滚动体转动的作用，不同的保持架对应轴承的使用要求不同。 ●冲压铆钉保持架一般用于负载较大，抗冲击载荷、中等转速，外径大于26mm的深沟球轴承。 ●冲压浪形保持架一般用于负载较大、中等转速、低摩擦扭矩、外径大于等于13且小于26mm的深沟球轴承。 ●冲压冠形形保持架一般用于负载较小、低转速，低摩擦扭矩，声音要求不高、外径小于13mm的深沟球轴承。 ●实体尼龙保持架一般用于负载较小、高转速、低摩擦扭矩、声音要求高、适用于外径小于等于22mm的深沟球轴承。 |
