電機軸承的使用、維護問答

2017-05-05

 1、電機軸竄問題,是導致軸承過熱的主要原因?
    答:首先回答電機的軸竄問題:一般的電機,用得最多的是深溝球軸承和圓柱滾子軸承。安裝時,一端做軸向定位,另一端做軸向浮動。你說的竄動,首先應該查一下,你的軸向定位做得怎么樣?定位是否可靠。如果可靠,對于深溝球軸承來說,它的軸向竄動量就應該是它的軸向游隙,一般不會太大。但是取決于你選的徑向游隙。對于圓柱棍子軸承,對于N和NU系列的,不能作為定位軸承,如果你用他們做定位,那一定竄動過大。
    其次:你說的軸竄動導致軸承發熱了,我想,如果定位軸承承受了過大的軸向負荷,會導致軸承發熱燒毀。所以,選擇定位軸承的時候要看看軸向負荷有多大,你選的軸承是否承受得了。如果是NJ系列的圓柱棍子軸承,這種軸向負荷完全是由滑動部分承受的,所以不行,對于深溝球軸承,它的軸向能力最多有徑向的四分之一。對于不同的軸承各有不同的軸向能力,要根據電機的情況進行選擇。

    2、如果用深溝球軸承,有沒必要把一端軸承與軸固定死,然后軸承又固定在端蓋上以限制軸竄動?現在很多都是軸可以來回竄動的,靠一個波紋墊片來墊,但是還是能夠竄動?
    答:軸系一般會要求軸向定位。所以會需要有一端作為定位端,一端作為游動端。
    你說得靠波形彈簧來墊,那個波形彈簧不是用于定位的,是用于加軸向預負荷的,所以,對于交叉定位的電機,一定會存在這個由于彈簧墊圈引起的軸向竄動。如果你要控制,那就該做傳統的一個定位端,一個非定位端。然后在非定位端加彈簧墊圈,就好了!

    3、小功率直流有刷電機中,一端采用滾珠軸承,另一端采用球形含油軸承,請問這樣的結構如何選用滾珠軸承以及與軸、軸承室的配合的松緊。(軸徑8mm,軸承厚8mm,兩軸承檔開檔約90mm,電機噪聲要求很高)?
    答:一般而言,j5\6用于內圈, H7用于外圈,但這不是的,我只是大略的給你說。另外,控制電機噪聲,從軸承而言,你已經需要選擇特殊的游隙和潤滑脂了(如果噪聲要求很高的話)。游隙可以選小一點的,不要太小否則抱死。潤滑脂選粘度低一些的。不知道你用的是不是進口軸承,如果是的話,一般噪聲較低。對于國產軸承,如果談到噪聲,他們恐怕沒有什么特殊的解決方案,除非你提出來。

    4、軸承跑外圈的情況如何解決?
    答:分兩種情況:第一,你用的是鋁軸承室,第二,一般的鑄鐵,或者別的鐵質軸承室。
    對于第一種情況,由于鋁的膨脹系數比鐵的大一倍,所以,你在安裝的時候使用的正確配合,在溫度升高以后就變松了,跑圈也就產生了。辦法兩個,第一,在安裝的時候加緊配合,這個辦法我不推薦,因為雖然可以解決問題,但是安裝的時候比較困難。第二、使用一個橡膠圈,在軸承室內開個槽,槽深是橡膠圈厚度的0.8倍,寬1.4倍。這樣就好了。

第二種情況,鐵質軸承室,建議你查查軸承室的配合,這個問題比上面的簡單多了,多數是配合松了!
    5、據有些軸承(NSK、SKF)資料上介紹:軸承外圈與軸承室的配合程度是軸承外圈能夠在軸承室內蠕動,這樣就會使軸承外圈得到均勻的磨損從而延長軸承的使用壽命,請問是否合理?
    答:你說的蠕動,是指軸向的蠕動,這種蠕動是為了吸收軸向膨脹。(絕不是徑向蠕動,徑向肯定是不好的,它破壞了軸承的滾動狀態。)但是外圈受到均勻磨損的說法,我個人不是很認同。蠕動的目的不是為了磨損。磨損之后,軸承的相對位置和受載會變,不見得好。如果蠕動磨損是好的,就不用發明可以調整軸向伸長的軸承了。

    6、能談談震動電機用的軸承問題么?振動電機選用什么型號系列的好? 安裝時怎樣更好的安裝? 保養和維修要注意哪幾個方面?
    答:振動電機,是個很好玩的話題。選軸承的時候,要注意,計算軸承負荷的時候就已經不一樣了,要考慮到震動的加速度。這樣得到的當量負荷就不一樣,所以選出來的軸承大小就不一樣。還有要注意保持架的選擇,很多情況下用銅保持架。(但不可以教條,要看情況而定)還有,有些品牌,比如SKF有專門的振動篩用軸承,那是專門為振動場合開發的,保持架非常結實。
    振動電機的軸承在安裝的時候,潤滑的選擇要注意,有時候要用有EP添加劑的潤滑脂。并且在潤滑時間間隔要縮短,根據不同的軸承廠家的說明進行相應的計算。
    在裝配的時候,一定要注意,設計人員選擇的公差配合的時候就應該注意,振動電機的軸和軸承室的配合應該都是緊配合,具體數據清參考相應的軸承廠家資料。但是你配合緊了,就要考慮剩余游隙夠不夠。

    7、請問小功率異步電機軸與軸承內圈及端蓋與外圈選用什么配合比較合適?另外外轉子風扇電機啟動時有噪聲跟軸承有關嗎?

    答:小電機軸與軸承內圈及端蓋與外圈的配合選擇應該有這幾個方面:第一,對于鋁殼電機,通常鋁的熱膨脹系數比鑄鐵的大,所以你選配合的時候建議比鑄鐵機座的放緊一擋。第二,對于鑄鐵機座的電機,用手冊上的配合就好。第三、如果注鋁轉子使用手冊上的配合,請在外圈上加O形環,避免跑圈。
    對于外轉子電機,如果軸承是外圈旋轉的,那么,外圈使用緊配合,內圈使用過渡配合。配合的選擇和上面的一樣,只不過反過來。

    8、請問銅保持架軸承及工程塑料保持架軸承的推薦使用場合(在電機上)?金屬防塵蓋及塑料防塵蓋軸承的推薦使用場合?
    答:各種品牌的軸承保持架按照材質的不同分為:黃銅、鋼、和工程塑料。在電機里這三者都有很多的應用。
    對于工程塑料的保持架,各個廠家的性能略有不同,但大體相似。這種保持架重量輕,適用于高轉速的場合。并且這種保持架的失效模式不是突然迸裂,所以比較適合于一些不允許突然停機的場合。但是對于礦山機械,這種保持架由于安全的考慮不適合使用。(主要是因為他壞的時候不是一下子壞,會溫度一點點升高,這樣對于易爆場合危險。)同時這種保持架有溫度限制,一般是零下40度到120之間。否則保持架材料就有問題了。
    對于黃銅保持架,基本沒有什么阻礙,只是不能適用于有氨的環境。
    對于鋼保持架,也沒有什么限制。但是一般小軸承沒有銅保持架,大軸承沒有鋼保持架。
    對于防塵,一般的鐵蓋兒,僅僅是防塵,沒有密封作用。沒有溫度限制。同時轉速性能和開式軸承一樣。
    對于橡膠密封件,一般的普通橡膠密封件溫度有范圍,不能超過120度,高溫氟橡膠是180度。這是有密封性能的,但是密封軸承的轉速比開式軸承低。

    9、機械設計書中,只見如何選用軸和孔的公差,至于如何選用游隙的,則比較少或者含糊其詞。原始游隙、安裝游隙、工作游隙到底如何選用呢?我見普通的機械設計書中,正常負荷、120mm的軸頸,皆選m5公差( 0.013, 0.028),平均 0.0205;基本游隙組( 0.015, 0.041),平均 0.028;軸承內孔(0,-0.02),平均-0.01。這樣安裝后平均過盈就變成了 0.0305,而軸承游隙才平均 0.028,工作時成了負的游隙。這樣合適嗎?我公司電動機,600KW,長期連續工作,120mm的軸頸,選用6324軸承,若選軸公差n6,c3游隙,你認為游隙小嗎?那么應c4游隙或選m5、c3游隙?安裝后的游隙是否是留給熱膨脹空間的?應該有多大呢?
    答:首先要說一下你前面的提問,手冊里沒有選擇游隙的建議,這是合理的!這是因為,軸承的游隙是在生產的時候就確定的,這樣你在使用的時候是要配合軸承的游隙來選擇合適的公差配合。而不是相反,因為你的公差和配合來定制軸承,因為軸承是標準件。由上可知,其實,選擇游隙的實質,是選擇合適的公差配合。正常情況下,軸承工作的時候內部游隙應該是一個非常小的正值(圓錐滾子軸承和角接觸球軸承除外)。所以,你說的工作游隙變成了負值,很有可能是個不好的選擇。至于多大,不同類型的軸承,有不同的范圍。例如,通常溫度,工況下,中小型深溝球軸承工作游隙推薦:4-11um。(注意前提,不是所有軸承,也不是大深溝球。)
    其次,你說的軸承游隙變化,直說了公差影響的變化,其實還有一個方面要注意,就是溫度變化,熱脹冷縮引起的游隙變化。這點在計算的時候一定也要考慮進來。
    選擇游隙的方法就是由原始游隙減去由于公差配合造成的游隙間小,再減去由于溫度變化引起的游隙變化量,所得到的工作游隙符合基本運行工況就好。
    應你的要求把你的那個軸承作了如下計算:
    由于你沒有給出溫度分布(軸,軸承室),所以我只就公差影響進行了計算。即便如此,由于你沒有給出軸承室的公差,我的計算也僅僅是假設軸承室H7。
    如果是n6的軸徑,如果選6324/C3的軸承,內部剩余游隙是-0.005到0.049。如果把配合變成了m6,剩余游隙是:0.003到0.057。從這里可以看到,其實不是你需要選擇C4的問題,而是你需要重新看看自己的公差配合問題。
    另外,你說要給熱膨脹留出空間,我覺得這個說法有點點需要考慮。因為,其實所謂熱膨脹的空間,在軸承內部,影響最大的也就是游隙了。配合選對了,游隙選對了,自然都有了,不要自己另外留。
    最后一個通用建議:對于工業電機,一般運行狀況。推薦使用C3游隙(小電機除外)。公差配合按照手冊上選擇,除非溫度負荷有特殊變化。(相信手冊吧,那里面的數字都是經過計算的。)即使平時在我個人的工作中,只有溫度或者運行工況有特殊要求的時候才做游隙計算。一般情況,直接按照手冊選擇。說實話,過去我也經常計算,但是發現,很多情況算了一大圈,還是回到手冊的數據。所以,在這點上,我相信手冊。當然,還是那句話,特殊工況手冊不適用。


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