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為什么高壓電機(jī)一般采用三軸承結(jié)構(gòu)?
2024-05-21軸承系統(tǒng)是電機(jī)的重要組成部分,是電機(jī)機(jī)械性能體現(xiàn)的關(guān)鍵性零部件,要合理配置電機(jī)的軸承系統(tǒng),首先應(yīng)搞明白以下幾個(gè)問題。
1、電機(jī)的前軸承和后軸承
電機(jī)的前軸承是指靠近機(jī)械負(fù)荷側(cè)的軸承,也叫負(fù)荷側(cè)軸承或軸伸端軸承;后軸承是指靠近冷卻風(fēng)扇側(cè)的軸承,也叫風(fēng)扇側(cè)軸承或非軸伸端軸承。
2、電機(jī)的定位端和自由端
定位端和自由端是針對(duì)電機(jī)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種特定說法。電機(jī)在運(yùn)行過程中,由于各部件的熱脹冷縮、定子與轉(zhuǎn)子之間的磁拉力等多種因素,會(huì)導(dǎo)致定子與轉(zhuǎn)子之間出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的軸向移動(dòng)。為滿足零部件出現(xiàn)的軸向尺寸變化和位移問題,在電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)必須留出一定的軸向空間。為此,配置電機(jī)的軸承系統(tǒng)時(shí),會(huì)在一端將軸承外圈固定緊,即不允許該端的軸承發(fā)生軸向位移,該端就被稱為定位端或固定端;而電機(jī)另一端的軸承系統(tǒng),會(huì)通過軸承內(nèi)外蓋與端蓋的軸向配合尺寸,留出一定與軸承外圈配合的軸向間隙,以保證轉(zhuǎn)子部分在電機(jī)運(yùn)行過程中軸向位移的要求,因?yàn)樵摱司哂休S向可移動(dòng)性,故該端被稱為自由端或浮動(dòng)端。
3、深溝球軸承和圓柱滾子軸承
深溝球軸承能夠限制軸的雙向移動(dòng),精度高,摩擦系數(shù)低,是電機(jī)定位端的理想選擇,球體與軸承套為線接觸,即軸承運(yùn)行過程中的接觸軌跡為圓線環(huán),接觸面相對(duì)較小,徑向負(fù)荷承載力不大,不適用于承受沖擊性負(fù)荷和重負(fù)荷;而圓柱滾子軸承對(duì)滾子沒有軸向限制,做自由端支撐使用時(shí),能夠適應(yīng)熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對(duì)位置的變化,滾子與滾道呈線接觸,軸承的運(yùn)行軌跡是一個(gè)圓面環(huán),接觸面較大,徑向負(fù)荷承載力大,適用于承受重負(fù)荷和沖擊負(fù)荷。
4、電機(jī)的軸承定位端選擇
從電機(jī)實(shí)際運(yùn)行及滿足與配套設(shè)備的對(duì)接符合性考慮,定位端一般選擇在軸伸端,而對(duì)于軸向相對(duì)位置要求不嚴(yán)格的工況,也可以選擇在非軸伸端,傾向于電機(jī)的承載要求即可;但如果被拖動(dòng)設(shè)備對(duì)電機(jī)的軸向竄動(dòng)有較嚴(yán)格要求,則電機(jī)的軸承定位端必須選擇在軸伸端。定位端軸承外圈由內(nèi)外軸承蓋止口壓死,軸承蓋緊固在軸承套或端蓋上。
5、電機(jī)軸承類型的選擇
當(dāng)電機(jī)所帶的負(fù)荷不大時(shí),一般采用深溝球軸承;而按照實(shí)際工況的要求,對(duì)于沖擊性負(fù)荷,以及負(fù)荷較大的工況,應(yīng)在電機(jī)軸伸端采用圓柱滾子軸承,與同尺寸深溝球軸承相比,圓柱滾子軸承徑向承載能力可提高1.5-3倍,剛性和耐沖擊性較好。深溝球軸承承載徑向力的能力比圓柱滾子軸承弱,但可承載一定的軸向力,而圓柱滾子軸承不能承載軸向力。鑒于深溝球軸承與圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)于需要配置圓柱滾子軸承的電機(jī),應(yīng)采用混合模式進(jìn)行配置,即必須有一套深溝球軸承與其配合使用。
高壓電機(jī)功率往往比較大,為了滿足重載及較小的軸向竄動(dòng)控制,通常都按照三軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)配置。為提高軸伸端軸承的承載能力和使用壽命,在軸伸端用一套圓柱滾子軸承和一套深溝球軸承并列,圓柱滾子軸承承受徑向負(fù)荷,而深溝球軸承軸為定位軸承,僅承受軸向負(fù)荷(因而深溝球軸承外圈與軸承套內(nèi)圓徑向通常留有一定間隙);電機(jī)的另一端可按實(shí)際需要選擇深溝球軸承,必要時(shí)也可選擇圓柱滾子軸承。
為了防止軸承在電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生跑圈現(xiàn)象,軸承外圈和軸承室、軸承內(nèi)圈和軸必須選擇合適的配合公差;無論是軸伸端的軸承裝置,還是非軸伸端的軸承裝置,都是采用迷宮式結(jié)構(gòu),并用密封圈密封,不僅可防止軸承室的潤滑脂漏到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部,損壞線圈絕緣,還可防止外面的灰塵或水進(jìn)入軸承室,保持軸承清潔。
高壓電機(jī)軸承系統(tǒng)應(yīng)裝有注油管和排油管,以便于更換潤滑脂,而且可以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)加油或排油。
來源:電工知庫
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