陳金剛
（德州恒力電機有限責任公司，253002）
摘 要：主要講述三相異步電動機運轉（zhuǎn）時，在有害外力作用下，電機軸承遊隙的（de）變化情況。因此，在（zài）電機零部件的加工和裝配過程中，應采（cǎi）取措（cuò）施，盡量保證軸承在正常遊隙的狀態下（xià）運行（háng），從而避免軸承發（fā）熱，提高工作壽命，減少電機振動（dòng）和（hé）噪音。
關鍵詞：三（sān）相異步電動機；軸（zhóu）向力；徑向力；軸承遊隙
1 遊隙對軸承壽命的影響（xiǎng）
三相異步電動機（jī）的振（zhèn）動及噪（zào）音大（dà）部分是軸承的滾動體偏離正常滾道運轉時所引起。當軸承的滾動體受到不應有的外力時，直接表現為軸承的振動噪音加大。長時間運行就會造成軸承過熱，加速縮短軸承壽命，進而引起（qǐ）電機掃鏜，導致軸承（chéng）損壞（huài）抱死，設備無法運轉。軸承的轉速、溫度及配合公差都直接關係到軸承遊隙的（de）大小，一般在3500r/min以下轉速的電機大多采用較小的遊隙，高溫、高速電機通（tōng）常（cháng）采用相對較大的遊隙。軸承遊（yóu）隙在裝配後會因為內孔的漲大及（jí）外（wài）圓的（de）縮（suō）小而導（dǎo）致遊（yóu）隙減少，遊隙（xì）的減少量=過盈量×60％左右（軸承室是鋁的除外）。比如軸承裝配前遊隙是0.01mm，裝配時過盈量為0.01mm，則軸承裝配後的遊（yóu）隙（xì）約為0.004mm。在理論上軸承遊隙小時噪音和振動小（xiǎo），在實際運轉中考慮到軸承溫升等問題的影響，軸承在裝配後遊隙不宜過小，特別（bié）是大機座電機（jī），應考慮（lǜ）電機（jī）溫升穩定後各零部件（jiàn）因膨（péng）脹量不同，造成軸承遊隙的變化。一般H280及（jí）H280機（jī）座號以下（xià）軸承（chéng）遊（yóu）隙（xì）為0.002mm～0.004mm較（jiào）好，而H315及H400機座號軸承遊隙為0.004mm～0.008mm為宜。軸承是（shì）高精度產品，如裝配不當很容易對軸（zhóu）承溝道造成損傷（shāng），導致軸承損壞。因（yīn）此，軸承在裝配時應有專（zhuān）用的（de）模具，不（bú）能隨意敲打，在壓（yā）入軸時隻能內圈受力。
2 軸承的選用及其遊隙
軸承一般是由軸承內套、外套、支架（jià）和滾動體四部份組成。鋼球是深溝球軸承和角接觸（chù）球軸承的滾動體，當它在軸承內套，外套所形成的具有波浪起伏狀的滾道上滾動時，撞擊（jī）內外滾道，會產生振動和噪音。軸承安裝好後，內外套和支架（jià）在不受有（yǒu）害外力時基本固定不變，鋼球在其（qí）形（xíng）成的滾道中正常運行。此時，軸承的（de）軸向遊隙基本是平（píng）均分布在（zài）滾動體的兩側（cè）。軸承的（de）工作遊隙正常，滾動體在滾道上的運行軌跡基本上是單一的圓，軸承的滾（gǔn）動（dòng）體運（yùn）行時與（yǔ）內外壁的位置（zhì）示意圖（tú）如圖1，電（diàn）機振動和噪音較低。
不（bú）同機座號電機軸承的選用。H160機座號及以下的電機（jī）由於轉子本身較輕，無論何種安裝形式，兩端均用球（qiú）軸承；機座號為H180至H280臥（wò）式（shì）電機，兩端均用（yòng）球軸承；H315及H315以上臥式電機一般軸伸端用柱軸承，後端用球（qiú）軸承。機座號為H180及H180以上立式電機一（yī）般下端用角接觸球軸承，上端用深（shēn）溝球軸承。角接觸球軸承既可承受電機立式使用時轉子本身帶來的軸向（xiàng）力，又可承（chéng）受電機帶載運行時負荷帶來的（de）徑向力。深溝球（qiú）軸承除可承受徑向力外，亦可承受輕（qīng）微軸向力，用在非受力端。
3 對累積誤差的修正
軸承在運轉過程中（zhōng），如果因軸向尺寸累積誤差引起軸承（chéng）受到軸向力，鋼球和內外滾道的接觸點會由滾道（dào）圓弧麵的中（zhōng）間向側（cè）麵移動，軸向遊隙隨之減少。當軸向遊隙減少到零時，鋼球與滾道的接（jiē）觸點移（yí）到圓弧麵的（de）邊緣位置（zhì），使內外套的軸向相對位置產生偏移，軸承的工作（zuò）遊（yóu）隙亦減小（xiǎo）為零。這樣將迫使軸承內套帶著轉子，相對於軸承外套沿軸向來回擺動，在這些力的交替作用下產（chǎn）生往（wǎng）複運動，撞擊端蓋，會產生較大的軸向（xiàng）振動。此時，隻須鬆開軸承蓋的緊固螺栓，使軸（zhóu）承的軸向遊（yóu）隙得到恢複，振動（dòng）會明顯減小。軸承（chéng）在受（shòu）到（dào）軸向力的狀（zhuàng）態下，運轉時（shí）滾動體與內外壁的位置示意圖如圖2。這種情況下一般（bān）在前或後軸承外（wài）小蓋處加波形（xíng）彈墊圈，迫使軸承外套中心線與軸承內套中心線（xiàn）重合，以保證鋼球在正常滾道上運行，降低由此帶來的振動和噪音。
4 因形位公差引發的修正
軸承裝配過程中（zhōng），與軸承配套（tào）的零部件的形位（wèi）誤差常會造成（chéng）軸承的偏斜角過大，引起軸承振動，並產（chǎn）生噪音。軸承的偏斜角是（shì）軸（zhóu）承內圈軸心線（xiàn）相對軸承外圈軸心線的偏斜角（jiǎo）度，這個角度一般不應超過16′。當偏斜角度過（guò）大時，相對位（wèi）置的鋼球就會同時使軸承內外套的側麵受到相反的（de）作用力，此時軸向（xiàng）遊隙減少至零。運（yùn）行鋼球出現軸（zhóu）向擺動，滾道形成多個運行軌跡，工作（zuò）遊隙亦減小為零，轉子趨向歪斜運行，軸承內套帶動（dòng）轉子（zǐ）作軸向往複運動（dòng），撞擊端蓋，產生振動和噪音。由此而產生的振動是整個轉（zhuǎn）子（zǐ）的運動引起，振（zhèn）動（dòng）幅度很大，往往超出標準幾倍。對此，解決措施主要在機加工過程中保證各配合（hé）麵的平行度（dù）和同軸度，減少由（yóu）形位誤差帶來的影響。並注意電機總裝時，配合麵均勻緊固，接（jiē）觸良好。軸承偏斜角增（zēng）大時，滾動體與內外壁（bì）的位置示意圖如圖3。在這種情（qíng）況下，調整端蓋和軸承蓋的緊固（gù）螺栓，使偏斜角（jiǎo）減小，可（kě）使軸向振動明顯降低。解決此類問題，一般通過更換與機殼和軸承配合的大蓋，減（jiǎn）少端蓋軸承（chéng）室（shì）內圓對止口外圓的同（tóng）軸度及軸承室內圓（yuán）軸心線對止口配合端麵的垂直（zhí）度誤差來解決偏斜角過（guò）大的（de）問題。在實驗過程中，如（rú）果轉子（zǐ）平衡度正常，振動嚴重（chóng）超標，一般是由此種原因造成，這時電機運轉一段時間，軸承會明顯發熱或噪音嚴重超標，對此主要通過更換與軸承關係密切的零部件（jiàn）來解決。
5 立式電（diàn）機軸（zhóu）承
對於立（lì）式電機，由於電機轉（zhuǎn）子本身（shēn）的重量（liàng），在（zài）電機下端軸承受到軸向力，上（shàng）端（duān）不受軸向力（lì）的情況下（xià），轉子兩端軸承的滾動體才能在正常滾道上運行。軸向（xiàng）尺（chǐ）寸累積誤差，有（yǒu）時會使上端軸承（chéng）內圈受向下拉的力（lì），而下端軸（zhóu）承又不能到位，迫使下端軸承的滾動（dòng）體在（zài）外套上壁和內套（tào）下（xià）壁之間運行，運行示意圖如圖4。上端軸承的（de）滾動體在外套下壁和內套（tào）上壁之（zhī）間運行（háng），運行示意圖如圖5。兩（liǎng）端軸承的工作遊隙都趨向於零，因而電機產生振動，噪音。
長時間運行會導致軸承損壞、抱死，需車去上（shàng）端軸承的內小蓋與軸承（chéng）外圈配合的止口（kǒu）麵，增加轉子的軸向容（róng）許誤差，使轉子重量作用於下端軸承（chéng），從（cóng）而使兩端軸承（chéng）在（zài）正常滾（gǔn）道上運行，降低振動和噪音。
6 總結
綜上所述，電動機軸承工作時的軸向遊隙能否有效保證，是控（kòng）製電機（jī）振動和噪音的關鍵因素。軸向尺（chǐ）寸累積誤（wù）差和軸承（chéng）的偏斜（xié）角是造成電機軸承軸（zhóu）向遊隙減少的關鍵指標。所以（yǐ），在電機（jī）零部件加工和總裝過程中，應盡力保證各配合麵的同軸度，減少軸（zhóu）向尺寸累積誤差，盡力使軸承的軸向遊隙得（dé）到保障，以保證軸（zhóu）承在正常軌道上運行（háng），減小軸承的振動和噪（zào）音，從而（ér）保證軸承壽命，使設（shè）備正常運行。
來源：2012年第3期《電機技術》
