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电机固定端轴承和浮动端轴承的选择和匹配

固定端轴承

固定端轴承使用的是能够承受联合(径向和轴向)载荷的径向轴承。 这些轴承包括:深沟球轴承、双列或配对单列角接触球轴承、自调心球轴承、球面滚子轴承、配组的圆锥滚子轴承、NUP 型圆柱滚子轴承或带 HJ 角圈的 NJ 型圆柱滚子轴承。


对于电机轴承支撑固定端(简称电机固定端)的选择,应考虑以下因素:

(1)被拖动设备的精度控制要求;

(2)电机拖动的负载性质;

(3)轴承或轴承组合必须能承受一定的轴向力。

综合以上三方面的设计要素,在中小型电机中,深沟球轴承更多地被作为电机固定端轴承的首选。


深沟球轴承是最常用的滚动轴承。应用深沟球轴承时,电机轴承支撑系统结构非常简单,保养维护也方便。深沟球轴承主要用来承受径向载荷,但当增大轴承径向游隙时,具备角接触球轴承的特性,可以承受径向和轴向的联合载荷;转速较高又不宜采用推力球轴承时,也可用来承受纯轴向载荷。与深沟球轴承规格尺寸相同的其它类型轴承比较,此类轴承优点为摩擦系数小、极限转速高,缺点为不耐冲击、不适宜承受重载荷。


深沟球轴承装在轴上后,在轴承的轴向游隙范围内,可限制轴或外壳两个方向的径向配合。在径向,轴承与轴采用过盈配合,轴承与端盖轴承室或外壳采用小过盈配合,选用这种配合的最终目标是保证在电机运行过程中,轴承的工作游隙为零或略负,这样轴承的运行性能较好。在轴向,定位轴承与关联零部件的轴向配合,则应结合浮动端轴承系统的具体情况确定。轴承内圈由轴上轴承位限位台阶(轴肩)及轴承挡圈进行限位,轴承外圈则靠轴承与轴承室的配合公差、轴承内外盖止口高度及轴承室长度进行控制。


电机浮动端轴承

电机浮动端也叫做自由端,是相对于固定端而言;一般情况下,浮动端选择在非驱动端,但是在电机负载要求较高,且与负载设备的轴向配合尺寸要求不是很高的情况下,会将浮动端选择在驱动端。

电机轴承支撑系统为双支点、双轴承结构时,在径向负载要求较大时,也将驱动端作为浮动端,特别是对于低压大功率和高压电机,浮动端的圆柱滚子轴承可以满足径向负荷较大的要求。


圆柱滚子轴承的滚子与滚道为线接触或修下线接触,径向承载能力大, 比较适用于承受重负荷与冲击负荷,内圈或外圈可分离,便于安装和拆卸。该系列轴承摩擦系数小,适合高速、极限转速接近深沟球轴承的运行工况。电机中比较常用的N型及NU型圆柱滚子轴承,轴承内外圈之间可以轴向移动,能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化,可作自由端支承使用。但是,该轴承对轴或轴承室孔的加工要求较高,轴承安装后内外圈轴线相对偏斜的情况要严加控制,以免造成接触应力集中。


相对于固定端轴承,为满足电机运行过程中转子部分的轴向位移要求,按照轴承选择的不同,轴承外圈与轴承内外盖的轴向间隙要求不同。


(1)当浮动端采用内外圈可分离的轴承时,对于两轴承结构电机,固定端选择在非驱动端;固定端与浮动端轴承的外圈与轴承内外盖之间均采用轴向无间隙配合。


(2)当浮动端采用不可分离的轴承时,也就是中小型电机比较常见的两端均为球轴承结构,鉴于对拖动设备安装精度的影响,采用驱动端为固定端,浮动端轴承内圈应限位,外圈与轴承内外盖止口间轴向留有间隙;同时,为了保证电机运行中的轴向配合位移要求,轴承外圈与轴承室的径向配合不易过紧


实际的轴承配置应与电机的运行工况相匹配,其中包括电机轴承选择中对于游隙、耐热性能、精度等具体参数,以及轴承与轴承室的径向配合关系等。

(来源:中华轴承网)



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