在《内转式卧式电机轴承相关零部件公差和配合的选择》昌晖仪表介绍了卧式内转式电机在普通工况下的公差配合的选择。现实工况中,往往会有很多特殊的应用。比如振动、频繁启动,频繁变速,冲击负荷等工况。
1、振动、冲击负荷工况
当电机工作于振动的工作环境中的时候,电机的定、转子都处于振动的状态,相关零部件组通过配合、连接等方式构成的整体要承受振动。卧式电机轴与轴承内圈之间是紧配合,通过配合实现的连接具有相对的刚性。因此在一般的振动情形下,相应的紧配合受到的影响很小。
但是对于轴承外圈而言,对于一般工况,通常选择的过渡配合或者松配合。此时如果电机定、转子处于振动情况,则外圈和轴承室的接触将出现不稳定。当振动带来的冲击负荷方向与普通工况的进项负荷方向相反的时候,会导致外圈与轴承室之间的接触力减小。我们知道摩擦力等于摩擦系数与正压力的乘积。当正压力减小的时候,相应的摩擦力减小。此时,则可能发生外圈在轴承室内跑圈的可能。在振动工况下,这种情况是间歇发生的,对轴承带来的影响就是外圈跑圈。
通常在这种工况下,需要对电机轴承的外圈配合收紧。以避免振动情况下的轴承跑圈。这种振动工况包括铁路牵引电机、车载电机等。工程师在这类电机公差配合选型的时候需要加以注意。
事均有正反面,在振动工况下需要对轴承的内圈和外圈均使用紧配合,但是如果配合过紧则会导致轴承内部剩余工作游隙的减小,从而可能影响轴承寿命。因此,在这样的工况下,除了选择合适的公差配合,也需要选择合适的轴承游隙。
2、变转速、频繁启动工况
这种工况,包括电机频繁启动,以及电机频繁变速或者改变转向等转速不稳定工况。
在内转式电机中,如果电机频繁变动转速,此时电机的轴受到转子电磁力的影响改变转速,因此转轴也需要带动轴承内圈改变转速。由于惯性的原因,轴承内圈保持以前的运行状态。当电机变速的时候,需要通过轴承内圈与轴之间的配合改变内圈的运转速度。如果电机稳定运行于某一个转速,则这个改变运动状态的负荷就很小或者没有。这个力在电机改变运动状态的时候才出现,如果频繁出现,则这个力频繁出现。如果电机改变转向,则这个力就改变方向。
相应的,电机轴与轴承内圈之间的配合力也发生相应的配合。不难发现,与稳定转速工况相比,此时的配合力要求更大。如果配合力仅仅满足稳定转速下不跑圈,则这种工况下一个额外力的需求,使得电机具有内圈跑圈的可能性。因此,此时轴承内圈需要选择更紧一些。此时轴承的外圈与轴承室之间的配合受到滚动体运行状态的影响,在变转速或者变转向的情况下,出现周向运动的趋势和力。因此此时需要外圈与轴承室之间的配合比稳定转速工况更紧一些。
上面阐述了在一些特殊工况下卧式内转式电机零部件公差和配合选择原则。但是对于外转式电机,不同材质轴承室、立式电机等其他的情况,对公差配合选择也需要进行一些额外的考虑。请参考“电工基础”相关文章。
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