對(duì)于一般臥式電機(jī)而言，即便不考慮工藝偏差的情況下也會(huì)存在出現(xiàn)單邊磁拉力的可能性。其中最普遍的就是電機(jī)軸由于自身重力原因而發(fā)生的撓性帶來的定轉(zhuǎn)子中間上下氣隙的偏差原因，如下圖所示：
此時(shí)電機(jī)上部氣隙會(huì)增加一個(gè)??1，而下部氣隙將減小相同的量。此時(shí)電機(jī)工作時(shí)候上下氣隙不同，氣隙磁密也不同，造成轉(zhuǎn)子受到向上和向下的磁拉力不同。這個(gè)磁拉力差，就構(gòu)成了我們所說的單邊磁拉力。
事實(shí)上電機(jī)轉(zhuǎn)子本身沿著氣隙一圈都有磁拉力，只不過沿圓周方向大小相等(氣隙一致的時(shí)候)，方向相反，從而相互抵消了。
對(duì)于臥式電機(jī)而言，此時(shí)兩端軸承除了承受電機(jī)轉(zhuǎn)子的重力以外(假如沒有其他額外的軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷時(shí)候)，需要承擔(dān)一個(gè)額外的徑向負(fù)荷-單邊磁拉力。
此時(shí)當(dāng)工程師對(duì)與軸承進(jìn)行壽命校核計(jì)算的時(shí)候，就應(yīng)該將單邊磁拉力考慮進(jìn)去，納入電機(jī)軸承的徑向負(fù)荷，從而得到正確的選型。
是不是所有的臥式電機(jī)都需要計(jì)入單邊磁拉力的影響？
由上面分析可以看到，單邊磁拉力對(duì)于臥式電機(jī)，即便不考慮工藝偏差的情況下也有可能存在，因此能否就得出結(jié)論：所有的臥式電機(jī)對(duì)軸承進(jìn)行壽命校核的時(shí)候，都需要計(jì)入單邊磁拉力的影響呢？
◆從設(shè)計(jì)角度看
根據(jù)單邊磁拉力的形成原因可以得知，電機(jī)軸的撓曲是產(chǎn)生氣隙不均勻，進(jìn)而產(chǎn)生單邊次拉力的原因。那么工程師們就可以清楚地知道對(duì)于容易發(fā)生撓曲的電機(jī)單邊磁拉力是不可以忽略的，比如轉(zhuǎn)子自重特別大，轉(zhuǎn)子總體呈現(xiàn)細(xì)長結(jié)構(gòu)等等。
相應(yīng)的，對(duì)于一些短粗型的電機(jī)，或者轉(zhuǎn)子自重很小的電機(jī)，這種由于軸撓曲而帶來的單邊磁拉力幾乎可以忽略不計(jì)。因此對(duì)于這類電機(jī)，校核軸承壽命的時(shí)候，電機(jī)的單邊磁拉力可以不計(jì)入。
◆從工藝和加工偏差角度
由于工藝和加工偏差，電機(jī)依然可以產(chǎn)生單邊磁拉力。但是工藝和加工偏差發(fā)生的程度和位置又是工程師控制的重點(diǎn)。所以，如果對(duì)于氣隙不均勻有容差控制，而且這個(gè)容差最大值所產(chǎn)生的單邊磁拉力相對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子重力是一個(gè)不可忽略的值的時(shí)候，工程師需要將這個(gè)單邊磁拉力納入對(duì)電機(jī)軸承壽命進(jìn)行校核范圍。反之，則不需要。
立式電機(jī)需要考慮單邊磁拉力么？
經(jīng)常有工程師會(huì)詢問，立式電機(jī)如何考慮單邊磁拉力對(duì)軸承壽命的影響。事實(shí)上，如果知道了單邊磁拉力的定義和來源，就可以對(duì)這個(gè)問題有非常明確的了解了。
首先從上面的討論中，我們知道單邊磁拉力主要來源于軸自重而帶來的的撓曲。如果是立式電機(jī)，那么電機(jī)轉(zhuǎn)子的重力就變軸向力，這個(gè)軸向力對(duì)軸的變形不是單純的撓曲。一般電機(jī)軸并不是十分細(xì)長，因此難以出現(xiàn)“幾道彎兒”式的撓曲。或者此時(shí)其實(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子重力(已經(jīng)變成軸向力)，不應(yīng)該產(chǎn)生影響氣隙分布的徑向分量。所以，此時(shí)，不應(yīng)該考慮單邊磁拉力對(duì)于軸承壽命的影響。
第二，如果考慮電機(jī)工藝加工偏差，那么依然適用于最大容差帶來的影響。如果這個(gè)影響產(chǎn)生的單邊磁拉力對(duì)于軸承所承受的負(fù)荷是一個(gè)不可忽略的量級(jí)，則需要納入考慮。
作者：王勇
