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電機軸承軸向預負荷應該加多大

2020/7/29 0:01:36 人評論 次瀏覽 分類:電工基礎  文章地址:http://www.gsipv.com/tech/3263.html

在文章《哪些電機軸承需要施加預緊力》討論了一般電機結構中哪些需要施加預負荷,哪些不需要施加。對于施加需要施加預負荷的電機而言,本文介紹電機軸承軸向預負荷應該加多大。

由于一般在電機中,軸承的軸向預負荷通常是對深溝球軸承施加的,因此昌暉儀表用深溝球軸承進行闡述。


深溝球軸承在出廠之后都會有一個剩余游隙,對于一般的臥式內轉式電機而言,一般電機軸承的內圈和軸是緊配合,外圈和軸是松配合。因此當軸承安裝之后,軸承的內圈會由于配合的原因出現徑向的膨脹,而外圈幾乎不會發生變化。因此這樣的變化就會造成軸承內部游隙變小。同樣的,當電機運行的時候,軸的溫度比軸承室的溫度要高一些,這樣導致軸承內圈的熱膨脹相對外圈而言也偏大,因此軸承內部的剩余游隙進一步減小。最終剩下的游隙就是我們說的軸承工作游隙。
 

預負荷與軸承工作游隙的關系

一般而言,電機軸承選型的時候都會選擇一個比0偏大的值,這樣一方面保證了軸承的性能最好,另一方面也保證了軸承游隙的安全。


正是這個剩余游隙的存在,是軸承滾動體在非負荷區內部存在了與內、外圈滾道碰撞的空間。這樣的碰撞造成了電機軸承的噪聲。尤其對于一些對噪聲比較敏感的場合,例如空調電機等,消除這個噪聲具有十分重要的意義。


基于上述原因,通常我們用軸向預負荷將電機軸承內部的軸向游隙進行消除。對于深溝球軸承而言,軸向游隙的消除也就意味著徑向游隙的消除。因此滾動體在滾道內部就沒有碰撞震動的空間。所以由此而來的噪聲也被排除。


但是從游隙曲線可以看到,如果軸向負荷過大,軸承內部出現過多的負游隙將對電機軸承壽命產生較大的影響。因此為平衡兩者,需要對軸向負荷進行限制。


基于噪聲考慮的電機軸承預負荷值為:F=k×d,這個公式中F為預負荷,N;k為系數;d為軸承內徑,mm。
基于消除噪聲的考慮,k值一般取5-10。而這樣的預負荷對電機軸承壽命的影響很小,有效的降低了電機軸承的噪聲。;另一方面,當電機在儲運過程中,如果出現震動等因素的影響,那么電機容易出現偽布氏壓痕的情形。偽布氏壓痕是電機滾動體在滾道某位置往復滾動、滑動而造成的金屬表面傷害。為避免這種情形的發生,通常會去k值為10-20。

讀者不難發現,上述取值范圍十分寬泛。這主要是考慮到電機結構中軸向尺寸公差累積的結果。如果范圍太窄,工程上會增加實現難度。
一般,筆者的個人經驗都會建議k值取10左右,這樣一方面使受力取值居中,有利于工程實現,另一方面也有利于兼顧兩方面的影響。

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