電機(jī)軸承軸向預(yù)負(fù)荷應(yīng)該加多大
在文章《》討論了一般電機(jī)結(jié)構(gòu)中哪些需要施加預(yù)負(fù)荷，哪些不需要施加。對于施加需要施加預(yù)負(fù)荷的電機(jī)而言，本文介紹電機(jī)軸承軸向預(yù)負(fù)荷應(yīng)該加多大。
由于一般在電機(jī)中，軸承的軸向預(yù)負(fù)荷通常是對深溝球軸承施加的，因此用深溝球軸承進(jìn)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(nèi)轉(zhuǎn)式電機(jī)而言，一般電機(jī)軸承的內(nèi)圈和軸是緊配合，外圈和軸是松配合。因此當(dāng)軸承安裝之后，軸承的內(nèi)圈會由于配合的原因出現(xiàn)徑向的膨脹，而外圈幾乎不會發(fā)生變化。因此這樣的變化就會造成軸承內(nèi)部游隙變小。同樣的，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的時候，軸的溫度比軸承室的溫度要高一些，這樣導(dǎo)致軸承內(nèi)圈的熱膨脹相對外圈而言也偏大，因此軸承內(nèi)部的剩余游隙進(jìn)一步減小。最終剩下的游隙就是我們說的軸承工作游隙。
一般而言，電機(jī)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，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(fù)荷區(qū)內(nèi)部存在了與內(nèi)、外圈滾道碰撞的空間。這樣的碰撞造成了電機(jī)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(diào)電機(jī)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(yù)負(fù)荷將電機(jī)軸承內(nèi)部的軸向游隙進(jìn)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(nèi)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(fù)荷過大，軸承內(nèi)部出現(xiàn)過多的負(fù)游隙將對電機(jī)軸承壽命產(chǎn)生較大的影響。因此為平衡兩者，需要對軸向負(fù)荷進(jìn)行限制。
基于噪聲考慮的電機(jī)軸承預(yù)負(fù)荷值為：F=k×d，這個公式中F為預(yù)負(fù)荷，N；k為系數(shù)；d為軸承內(nèi)徑，mm。基于消除噪聲的考慮，k值一般取5-10。而這樣的預(yù)負(fù)荷對電機(jī)軸承壽命的影響很小，有效的降低了電機(jī)軸承的噪聲。；另一方面，當(dāng)電機(jī)在儲運(yùn)過程中，如果出現(xiàn)震動等因素的影響，那么電機(jī)容易出現(xiàn)偽布氏壓痕的情形。偽布氏壓痕是電機(jī)滾動體在滾道某位置往復(fù)滾動、滑動而造成的金屬表面?zhèn)Α楸苊膺@種情形的發(fā)生，通常會去k值為10-20。
讀者不難發(fā)現(xiàn)，上述取值范圍十分寬泛。這主要是考慮到電機(jī)結(jié)構(gòu)中軸向尺寸公差累積的結(jié)果。如果范圍太窄，工程上會增加實(shí)現(xiàn)難度。一般，筆者的個人經(jīng)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)，另一方面也有利于兼顧兩方面的影響。
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