電機(jī)軸承跑圈是工程師經(jīng)常見到的問題,甚至在一些大廠也難以幸免。本文對軸承跑圈的概念、危害、軸承跑圈原因分及應(yīng)對措施做簡單探討。
1、什么是電機(jī)軸承跑圈?
首先軸承作為電機(jī)里既承載又旋轉(zhuǎn)的零部件,本來的設(shè)計是希望旋轉(zhuǎn)完全在軸承內(nèi)部實(shí)現(xiàn),對于電機(jī)的其他零部件,是不需要出現(xiàn)自身相對運(yùn)動的。
比如定子,自身各個零部件不會相對運(yùn)動,而轉(zhuǎn)子是整體運(yùn)動,其自身零部件也沒有相對運(yùn)動。軸承為了實(shí)現(xiàn)將相對運(yùn)動發(fā)生在內(nèi)部,就必須實(shí)現(xiàn)兩個相對固定的連接,以內(nèi)轉(zhuǎn)式電機(jī)為例:
①電機(jī)的固定部分(定子)與軸承外圈的相對固定
②電機(jī)的轉(zhuǎn)動部分(轉(zhuǎn)子)與軸承的內(nèi)圈相對固定
通過這樣的連接,電機(jī)軸承的運(yùn)動就成為內(nèi)圈和外圈之間的相對運(yùn)動。要實(shí)現(xiàn)這樣的運(yùn)動狀態(tài),就必須保證前面提到的“兩個固定”的可靠。當(dāng)這”兩個固定“不可靠的時候,就是我們常說的電機(jī)軸承跑圈。
2、電機(jī)軸承跑圈的危害
由于篇幅所限,昌暉儀表不對跑圈之后軸承內(nèi)部的運(yùn)動變化機(jī)理進(jìn)行展開,僅僅概括大致的危害如下。除下面描述的一些危害性的跑圈,事實(shí)上電機(jī)軸承運(yùn)動的時候在外圈會出現(xiàn)一下輕微的不可避免的相對蠕動,這就是為什么有些沒有問題的軸承拆下來,軸承圈表面有蠕動痕跡的原因。這不屬于軸承跑圈,因此此處不展開。
發(fā)生了電機(jī)軸承跑圈,其實(shí)就是電機(jī)軸承的內(nèi)圈和軸發(fā)生了相對運(yùn)動;或者電機(jī)軸承的外圈和軸承室發(fā)生了相對運(yùn)動。我們知道,正常的軸承旋轉(zhuǎn)是軸承的滾動體在軸承內(nèi)外圈之間形成滾動(滾動軸承)或者滑動(滑動軸承)。
以滾動軸承為例,當(dāng)軸承內(nèi)圈或者外圈發(fā)生相對速度波動的時候,這種變速就會對軸承內(nèi)部的滾動狀態(tài)產(chǎn)生破壞。一方面,會傷害軸承滾道表。進(jìn)而軸承出現(xiàn)發(fā)熱,乃至燒毀。另一方面,內(nèi)圈和外圈相對于軸以及軸承室的相對運(yùn)動還會對他們的接觸表面產(chǎn)生蠕動腐蝕,進(jìn)而發(fā)展成表面的磨損。而這種磨損會造成軸以及軸承室的尺寸變化,這樣就進(jìn)一步改變了配合松緊,由此會出現(xiàn)一系列的磨損,發(fā)熱。甚至?xí)绊戨姍C(jī)氣隙的均勻。燒毀軸承,重則出現(xiàn)電機(jī)的掃堂,燒毀電機(jī)。

3、電機(jī)軸承跑圈的可能原因以及糾正措施
引起電機(jī)跑圈的原因有很多,僅僅就常見的進(jìn)行羅列。更多的具體工況需要根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析。
①電機(jī)軸部分尺寸公差問題
需要嚴(yán)格按照電機(jī)軸承相關(guān)推薦進(jìn)行軸軸差尺寸的設(shè)計以及制造。嚴(yán)格把關(guān)電機(jī)軸的軸承臺部分尺寸的質(zhì)量。
②電機(jī)軸的形狀位置公差
電機(jī)軸的形位公差控制不良,會影響配合面的接觸,配合面接觸不良,勢必有產(chǎn)生相對運(yùn)動的風(fēng)險。
③立式電機(jī)公差選擇不當(dāng)
立式電機(jī)和臥式電機(jī)在與軸承室配合的部分公差尺寸應(yīng)該和臥式電機(jī)有所不同,通常會選緊一級。在立式電機(jī)的相關(guān)文章中有描述過具體原因,請參照。
④電機(jī)外界徑向負(fù)荷原因
臥式電機(jī)中當(dāng)電機(jī)外界徑向負(fù)荷與轉(zhuǎn)子重量而帶來的徑向負(fù)荷以軸伸端軸承為支撐的系統(tǒng)中十分接近,那么后軸承就需要將配合調(diào)緊。
⑤電機(jī)機(jī)座材質(zhì)的原因
鋁殼電機(jī)中,軸承室材質(zhì)是鋁,由于熱膨脹系數(shù)不同,需要將配合調(diào)緊。甚至要使用O型環(huán)來放置軸承跑圈。
⑥振動負(fù)荷
當(dāng)電機(jī)處于振動負(fù)荷,需要將相關(guān)配合尺寸調(diào)緊一級。
⑦還有其他很多原因不一一展開。
綜上,電機(jī)軸承跑圈對電機(jī)軸承以及電機(jī)本身帶來很多危害;但是就軸承跑圈本身來說并不是一個復(fù)雜的問題。更多的是設(shè)計,工藝考慮不全面所致。筆者曾在某國際大廠見過整組研發(fā)人員努力的做仿真模型研究這個課題,實(shí)際上大可不必。了解清楚電機(jī)軸承運(yùn)行的機(jī)理,沿著原因一條一條去找,其實(shí)十分容易發(fā)現(xiàn)癥結(jié)。
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