电机轴承的使用、维护问答
来源: | 作者:陈帅丽 | 发布时间: 2021-12-09 | 581 次浏览 | 分享到:

1、电机轴窜问题,是导致轴承过热的主要原因?


答:首先回答电机的轴窜问题:一般的电机,用得最多的是深沟球轴承和圆柱滚子轴承。安装时,一端做轴向定位,另一端做轴向浮动。你说的窜动,首先应该查一下,你的轴向定位做得怎么样?定位是否可靠。如果可靠,对于深沟球轴承来说,它的轴向窜动量就应该是它的轴向游隙,一般不会太大。但是取决于你选的径向游隙。对于圆柱棍子轴承,对于N和NU系列的,不能作为定位轴承,如果你用他们做定位,那一定窜动过大。


其次,你说的轴窜动导致轴承发热了,我想,如果定位轴承承受了过大的轴向负荷,会导致轴承发热烧毁。所以,选择定位轴承的时候要看看轴向负荷有多大,你选的轴承是否承受得了。如果是NJ系列的圆柱棍子轴承,这种轴向负荷完全是由滑动部分承受的,所以不行,对于深沟球轴承,它的轴向能力最多有径向的四分之一。对于不同的轴承各有不同的轴向能力,要根据电机的情况进行选择。


2、如果用深沟球轴承,有没必要把一端轴承与轴固定死,然后轴承又固定在端盖上以限制轴窜动?现在很多都是轴可以来回窜动的,靠一个波纹垫片来垫,但是还是能够窜动?


答:轴系一般会要求轴向定位。所以会需要有一端作为定位端,一端作为游动端。


你说得靠波形弹簧来垫,那个波形弹簧不是用于定位的,是用于加轴向预负荷的,所以,对于交叉定位的电机,一定会存在这个由于弹簧垫圈引起的轴向窜动。如果你要控制,那就该做传统的一个定位端,一个非定位端。然后在非定位端加弹簧垫圈,就好了!


3、小功率直流有刷电机中,一端采用滚珠轴承,另一端采用球形含油轴承,请问这样的结构如何选用滚珠轴承以及与轴、轴承室的配合的松紧。(轴径8mm,轴承厚8mm,两轴承档开档约90mm,电机噪声要求很高)?


答:一般而言,j56用于内圈, H7用于外圈,但这不是绝对的,我只是大略的给你说。另外,控制电机噪声,从轴承而言,你已经需要选择特殊的游隙和润滑脂了(如果噪声要求很高的话)。游隙可以选小一点的,不要太小否则抱死。润滑脂选粘度低一些的。不知道你用的是不是进口轴承,如果是的话,一般噪声较低。对于国产轴承,如果谈到噪声,他们恐怕没有什么特殊的解决方案,除非你提出来。


4、轴承跑外圈的情况如何解决?


答:分两种情况:第一,你用的是铝轴承室,第二,一般的铸铁,或者别的铁质轴承室。


对于第一种情况,由于铝的膨胀系数比铁的大一倍,所以,你在安装的时候使用的正确配合,在温度升高以后就变松了,跑圈也就产生了。办法两个,第一,在安装的时候加紧配合,这个办法我不推荐,因为虽然可以解决问题,但是安装的时候比较困难。第二、使用一个橡胶圈,在轴承室内开个槽,槽深是橡胶圈厚度的0.8倍,宽1.4倍。这样就好了。


第二种情况,铁质轴承室,建议你查查轴承室的配合,这个问题比上面的简单多了,多数是配合松了!


5、据有些轴承(NSK、SKF)资料上介绍:轴承外圈与轴承室的配合程度是轴承外圈能够在轴承室内蠕动,这样就会使轴承外圈得到均匀的磨损从而延长轴承的使用寿命,请问是否合理?


答:你说的蠕动,是指轴向的蠕动,这种蠕动是为了吸收轴向膨胀。(绝不是径向蠕动,径向肯定是不好的,它破坏了轴承的滚动状态。)但是外圈受到均匀磨损的说法,我个人不是很认同。蠕动的目的不是为了磨损。磨损之后,轴承的相对位置和受载会变,不见得好。如果蠕动磨损是好的,就不用发明可以调整轴向伸长的轴承了。


6、能谈谈震动电机用的轴承问题么?振动电机选用什么型号系列的好?安装时怎样更好的安装? 保养和维修要注意哪几个方面?


答:振动电机,是个很好玩的话题。选轴承的时候,要注意,计算轴承负荷的时候就已经不一样了,要考虑到震动的加速度。这样得到的当量负荷就不一样,所以选出来的轴承大小就不一样。还有要注意保持架的选择,很多情况下用铜保持架。(但不可以教条,要看情况而定)还有,有些品牌,比如SKF有专门的振动筛用轴承,那是专门为振动场合开发的,保持架非常结实。


振动电机的轴承在安装的时候,润滑的选择要注意,有时候要用有EP添加剂的润滑脂。并且在润滑时间间隔要缩短,根据不同的轴承厂家的说明进行相应的计算。


在装配的时候,一定要注意,设计人员选择的公差配合的时候就应该注意,振动电机的轴和轴承室的配合应该都是紧配合,具体数据清参考相应的轴承厂家资料。但是你配合紧了,就要考虑剩余游隙够不够。


7、请问小功率异步电机轴与轴承内圈及端盖与外圈选用什么配合比较合适?另外外转子风扇电机启动时有噪声跟轴承有关吗? 答:小电机轴与轴承内圈及端盖与外圈的配合选择应该有这几个方面:第一,对于铝壳电机,通常铝的热膨胀系数比铸铁的大,所以你选配合的时候建议比铸铁机座的放紧一挡。第二,对于铸铁机座的电机,用手册上的配合就好。第三、如果注铝转子使用手册上的配合,请在外圈上加O形环,避免跑圈。


对于外转子电机,如果轴承是外圈旋转的,那么,外圈使用紧配合,内圈使用过渡配合。配合的选择和上面的一样,只不过反过来。


8、请问铜保持架轴承及工程塑料保持架轴承的推荐使用场合(在电机上)?金属防尘盖及塑料防尘盖轴承的推荐使用场合?


答:各种品牌的轴承保持架按照材质的不同分为:黄铜、钢、和工程塑料。在电机里这三者都有很多的应用。


对于工程塑料的保持架,各个厂家的性能略有不同,但大体相似。这种保持架重量轻,适用于高转速的场合。并且这种保持架的失效模式不是突然迸裂,所以比较适合于一些不允许突然停机的场合。但是对于矿山机械,这种保持架由于安全的考虑不适合使用。(主要是因为他坏的时候不是一下子坏,会温度一点点升高,这样对于易爆场合危险。)同时这种保持架有温度限制,一般是零下40度到120之间。否则保持架材料就有问题了。


 对于黄铜保持架,基本没有什么阻碍,只是不能适用于有氨的环境。


 对于钢保持架,也没有什么限制。但是一般小轴承没有铜保持架,大轴承没有钢保持架。


 对于防尘,一般的铁盖儿,仅仅是防尘,没有密封作用。没有温度限制。同时转速性能和开式轴承一样。


 对于橡胶密封件,一般的普通橡胶密封件温度有范围,不能超过120度,高温氟橡胶是180度。这是有密封性能的,但是密封轴承的转速比开式轴承低。


9、机械设计书中,只见如何选用轴和孔的公差,至于如何选用游隙的,则比较少或者含糊其词。原始游隙、安装游隙、工作游隙到底如何选用呢?我见普通的机械设计书中,正常负荷、120mm的轴颈,皆选m5公差( 0.013, 0.028),平均 0.0205;基本游隙组( 0.015, 0.041),平均 0.028;轴承内孔(0,-0.02),平均-0.01。这样安装后平均过盈就变成了 0.0305,而轴承游隙才平均 0.028,工作时成了负的游隙。这样合适吗?我公司电动机,600KW,长期连续工作,120mm的轴颈,选用6324轴承,若选轴公差n6,c3游隙,你认为游隙小吗?那么应c4游隙或选m5、c3游隙?安装后的游隙是否是留给热膨胀空间的?应该有多大呢?


答:首先要说一下手册里没有选择游隙的建议,这是合理的!这是因为,轴承的游隙是在生产的时候就确定的,这样你在使用的时候是要配合轴承的游隙来选择合适的公差配合。而不是相反,因为你的公差和配合来定制轴承,因为轴承是标准件。由上可知,其实,选择游隙的实质,是选择合适的公差配合。正常情况下,轴承工作的时候内部游隙应该是一个非常小的正值(圆锥滚子轴承和角接触球轴承除外)。所以,你说的工作游隙变成了负值,很有可能是个不好的选择。至于多大,不同类型的轴承,有不同的范围。例如,通常温度,工况下,中小型深沟球轴承工作游隙推荐:4-11um。(注意前提,不是所有轴承,也不是大深沟球。)


其次,轴承游隙变化,直说了公差影响的变化,其实还有一个方面要注意,就是温度变化,热胀冷缩引起的游隙变化。这点在计算的时候一定也要考虑进来。


选择游隙的方法就是由原始游隙减去由于公差配合造成的游隙间小,再减去由于温度变化引起的游隙变化量,所得到的工作游隙符合基本运行工况就好。


轴承作了如下计算:


由于你没有给出温度分布(轴,轴承室),所以我只就公差影响进行了计算。即便如此,由于你没有给出轴承室的公差,我的计算也仅仅是假设轴承室H7。


如果是n6的轴径,如果选6324/C3的轴承,内部剩余游隙是-0.005到0.049。如果把配合变成了m6,剩余游隙是:0.003到0.057。从这里可以看到,其实不是你需要选择C4的问题,而是你需要重新看看自己的公差配合问题。


另外,说要给热膨胀留出空间,我觉得这个说法有点需要考虑。因为,其实所谓热膨胀的空间,在轴承内部,影响最大的也就是游隙了。配合选对了,游隙选对了,自然都有了,不要自己另外留。


最后一个通用建议:对于工业电机,一般运行状况。推荐使用C3游隙(小电机除外)。公差配合按照手册上选择,除非温度负荷有特殊变化。(相信手册吧,那里面的数字都是经过计算的。)即使平时在我个人的工作中,只有温度或者运行工况有特殊要求的时候才做游隙计算。一般情况,直接按照手册选择。说实话,过去我也经常计算,但是发现,很多情况算了一大圈,还是回到手册的数据。所以,在这点上,我相信手册。当然,还是那句话,特殊工况手册不适用。


10、有一个振动大的电机拆开后,轴承内油脂变成了银灰色(原来是乳白色),是什么问题引起的?轴承油脂变色是不是正常的,油脂变成什么颜色是正常的?变成什么程度是正常的,有的轴承油脂也变色,由乳白色变成褐色,而且变色的部位是滚动体周围,这是什么原因?如果变成银灰色是由于配合紧,游隙小,摩擦大造成的,但同一轴承有外圈跑圈的现象,这又是为什么呢?


答:润滑脂在轴承中变色的情况是有的,即使不放在轴承里,也会变色。这是因为:


第一,润滑脂存在氧化问题。润滑脂放置(或者运行)一段时间,会和氧气有很多接触,同时,金属(轴承本身)在这个氧化反应中充当了催化剂的角色。所以,在计算轴承中润滑脂的补充时间间隔的时候,也要考虑氧化的问题。现在有很多润滑脂都有抗氧化添加剂,但这不等于就不会氧化了。


第二,轴承运行本身,温度(轴承本身,或者环境)会变化,这就导致润滑脂中的基油不断的进出增稠剂,同时每次基油回去的时候,不一定完全回去。这样间久了,油脂的性能会变化,会不能满足润滑,所以要重新施加润滑。基油不足的润滑脂,颜色有可能变化。还有,如果温度异常,油脂的性能变化也很大,这样,会有变色。如果温度很高,会碳化。颜色会变深。


第三,轴承运行过程中,润滑脂内部混入了杂质。这种杂质有可能是轴承本身自己剥落的,也有可能是外界进入的。可能是固体的,可能是液体的,这些都会影响润滑脂性质。


另外你说的配合紧,游隙小,导致油脂变色。这种推理应该是这样的:配合紧,工作(剩余)游隙小,轴承负荷区增大,发热,导致油脂变性,导致油脂颜色变化。而你说的跑圈,第一有可能你轴承室的配合有问题,第二,内部游隙太小,摩擦力大,导致跑圈。后面一种可能,不能靠调紧配合来实现。越调越糟糕。


还有,你说的是根据润滑脂的颜色来判断情况是否正常。这点判断十分困难,不同的润滑脂内部添加剂不同,运行条件不同,适应温度范围不同,不可能有统一的标准。即使是同一种润滑脂,可能也会由于出场的批次不同,配方略有不同。请不要用这个颜色变化作依据,不可靠。


11、轴承内圈固定,外圈旋转,需要什么样的配合,轴承游隙怎么选择,还需要注意什么?谢谢


 答:轴承内圈固定、外圈旋转,这和一般的轴承运行状况刚刚好相反。有下面几点建议:


第一、公差配合:一般轴承,内圈旋转,配合相对于外圈紧一些。外圈松一些。原因是外圈主要起支撑作用,没有很大的转动作用力。(微观上,外圈会相对蠕动,但是不多)你说的情况刚好相反,也就是两个轴承圈的受力刚刚好相反。所以,公差配合也要相反。主动旋转的圈配合会相对紧。


第二、游隙选择:基本上游隙的选择与温度和公差配合相关。如果你仅仅是把你外圈公差的松紧作了对调的话,那么变化前后的影响不是特别大(但是肯定有,在精密场合不能忽略),一般情况可认为和一般的轴承,由于公差配合引起的变化一样。至于温度,完全和哪一个圈旋转没有关系,主要看你外界的热源。所以也没有太多变化。总之,游隙上面基本上可以按照过去的选择。


第三、润滑,要注意,如果是密封轴承,请不要使用防尘盖的,他一定会漏油。要选橡胶密封的。如果是一般的开式轴承,请注意,再润滑时间间隔要调整为过去的一半。


12、一台三相异步电机,轴承选用φ45×φ58×7,安装时很容易变形?由于对转速和噪声要求很严,轴向间隙小,转速低,噪声合适;轴向间隙大,转速合适,噪声大,有何高招?


 答:如果以一般的工业电机,这种618系列的轴承不是很常用的。这是薄系列轴承。你说得容易变形是对的。这种变形来自于外界形变的影响。与你外界的材质有关系。如果是铝的,影响就更大。另外,你说的轴向间隙值得是那部分?轴承的内部间隙么?对于深沟球轴承我们多数谈的是径向,除非你的应用有特殊的需求,需要换算。游隙适当的小,确实会改善噪声和震动。但这并不意味着好。你作出厂试验的时候,内部间隙和实际工况的内部间隙不一定一样。因为有温度的变化。所以,你出厂可能好,(如果运行温度没有达到实际工况的时候),到了实际运行,就不行了。有隙过小自然会卡死。所以,选择游隙,要选择好工作游隙,这样运行的时候,要运行到和工况一样的温度,再来看噪声和震动。这样才是正确的。


13、选用的轴承的型号为6020zz(中孔15,外径35)生产线上下线的马达,在高转速运行时,空载功率高达200W,但是如果马达连续跑合30钟后,功率仅有50W,之后在等马达完全冷却后,再启动马达,空载功率很快就降到50W,经过分析问题出现在轴承上,我的理解是:1.新的轴承内部油脂分布的不均匀造成的, 2.油脂的黏度有一定的关系,如果选用黏度相对低的油脂,又会在寿命上有所影响 3.轴承的游隙的大小,但是跑合后的轴承就不会出现这个问题。


答:1.新的轴承内部油脂分布的不均匀造成的,你说的对,一开始,轴承内部的润滑脂分布是不均匀的,在运转初期确实存在匀脂的现象。


2.油脂的黏度有一定的关系,如果选用黏度相对低的油脂,又会在寿命上有所影响这个方面其实最关键的是周知的黏度还和温度有关系,温度越高,油脂的黏度越低。这样带来的损耗就越少。所以你前半部分说的是对的,后半部分,其实应该这么说,合时的油脂黏度才最适合轴承运行,并不是越大越好。通常有一定范围,叫做卡帕系数,当这个数字在1到4之间的时候,优质的黏度最合适。如果优质黏度太大,会带来温升的问题。你的问题是,开始,所有的温度都低,油脂黏度大,带来的损耗就大,运行一段时间之后,温度上升,油脂变软,黏度降低,带来的损失就小。所以,在选择润滑的时候,应该基于工作温度选择,同时作损耗的时候,也要基于一个温度。来消除温度的影响。


3.轴承的游隙的大小,但是跑合后的轴承就不会出现这个问题。马达的噪音要求有很严格,轴承的游隙对摩擦没有直接影响,但是它对于负荷区滚动体的数量有影响,从而间接的影响了损耗,但并不主要。不建议通过调整游隙来考核损耗。你不如把精力放到别的地方。但是,对于噪声,游隙的影响就大了。前面我回答的问题中有具体说到,你可以自己去查,我就不细说了。


还有,你说的困扰你的问题,是损耗还是噪声?如果是损耗,那么按道理说,一个给定的轴承,损耗已经基本差不多,你很难改变太多(基于正常使用的前提下)。同时,这对电机的总损耗的影响,大约有0.6%左右。还是多花精力在电磁上吧!


对于噪声,这里面说法就多了。给你的通用建议,深沟球轴承,选择C3游隙,圆柱磙子轴承普通游隙。这是适用于普通工业电机,特殊的设计除外。


14、1、电动机、发电机和汽车发电机轴承必须用C3游隙吗?2、轴承是普通游隙用的多还是C3游隙用的多?3、2Z、2RZ、2RS有何区别及优缺点?4、我有一发电机轴承,长期连续工作在70-90度,1500-3000转,选用6203/C3,轴公差17j5,孔为铝壳体,选H7好还是H6好?


答:第一个问题:你说的种类包含了所有的电机(电动机和发电机),所以,肯定你的答案是不确定的。


第二个问题:这个与轴承的种类,电机的种类,电机的负荷,温度,等等应用工况有关,一样不能一言以蔽之。


 第三个问题,这三种封闭方式各有不同,2Z是防尘盖,不是密封件,只有粗略的防护固体污染颗粒的能力,所以英语是shielder,不是密封。对于后两种(从你的说的型号看,很有可能你说的是SKF轴承),一种是轻接触式密封,一种是接触式密封。接触式密封防护能力最好。但是由于密封的接触,所以轴承的转速能力就最差。(老天爷是公平的,给了你密封能力,就不给你转速能力。)这三种防护方式,都是这样,密封性能越好,转速能力越低。


 第四个问题,铝壳电机公差配合要比铸铁基座的紧一个等级。但这也不是最好的方法,最好的方法是添加O形环,防止外圈跑圈。