作者:德州恒力 陳金剛
1.零部件配合公差對軸承游隙和運轉溫度的影響
電機軸承運轉時的游隙,受關聯零部件配合公差影響大。電機穩定運行時,深溝球軸承的工作游隙為零游隙或略有預緊狀態的負游隙,圓柱滾子軸承的工作游隙應為正游隙。在電機運轉過程中,軸承會因過盈配合,工作游隙減小,或因配合間隙過大,軸承跑圈,導致電機軸承過早損壞。根據軸承的原始游隙,設計要求軸承與軸采用過盈配合,軸承臺公差為k6或m5,當k6、m5出現上差而所選軸承徑向游隙較小、內圈公差較小時,徑向配合相對較緊,裝配后其徑向游隙將減小。熱態運行時,內圈膨脹較大,導致軸承運轉游隙減小,此時軸承外圈須放松,通過外圈膨脹減小負游隙。
軸承的徑向配合包括軸承內圈與軸的配合,軸承外圈與軸承套的配合。當采用標準組或較小徑向游隙組軸承時,軸承外圈與軸承套的配合多采用H7,徑向存在間隙,配合較松。當軸承臺公差為k6,接近或超出下差時,如果軸承內圈為上差,軸承會產生軸向竄動,造成軸承溫度高。如果軸承與軸承臺的配合過盈量太小,軸承內圈在載荷作用下旋轉,軸承內圈與轉軸之間產生有害滑動,損傷軸或軸承,也容易引起軸承發熱、振動。當外圈配合公差為H7時,軸承臺取k6中差或m5中下差,軸承與轉軸保持適當過盈量,徑向游隙不會受到太大影響,軸承運轉正常。
2.軸承潤滑不良造成軸承異響或溫升過高的原因及處理措施
良好的潤滑是電機軸承安全持久運行的保障。電機軸承潤滑脂與使用工況不匹配,因熱降解或因冷結塊,潤滑脂添加過多或過少,均會造成軸承潤滑不良,產生異響或溫升過高。開放式滾動軸承裝配過程中,須在軸承兩側及內部涂抹潤滑脂,以減少滾動體和運轉軌道之間的摩擦,與滾動體,保持架和運轉軌道一起構成軸承運轉系統。潤滑脂過多,會導致軸承發熱;太少,軸承容易出現異響,起不到潤滑作用,同樣會發熱,所以需要控制油脂加注量。一般規定2極電機油脂的加注量為軸承潤滑系統可填充空間的1/2,4極及以上電機潤滑脂的加注量為軸承潤滑系統可填充空間的2/3,但實際可操作性差,現場大多根據具體情況,依據個人裝配經驗確定添加量,量化指標不明確。為明確潤滑脂加注量的可操作性,可依據不同規格軸承潤滑系統的空間體積,對需加注潤滑脂的量,進行指標量化,潤滑脂添加量可參照表1—普通開放式滾動軸承潤滑脂添加量的推薦值進行加注。同時潤滑脂必須保持潔凈,避免污染,不得混入雜質。密封軸承注意保存期限和保存環境的適宜性,超期和油脂變質的軸承不允許使用。
表1 普通開放式滾動軸承潤滑脂加注量推薦表

3.軸電流引起的電蝕導致軸承燒蝕和密封圈摩擦引起的軸承溫度高
軸承潤滑脂加注過多或過少,運轉時均會造成軸承溫度高。通常情況下,潤滑脂添加過多,軸承運轉溫度會持續上升,過多的潤滑脂被排出,不再參與運轉時的潤滑,過多的潤滑脂排出,運轉穩定后,軸承溫度達到最高點,維持不變,一般比正常運行溫度高10℃~15℃左右,然后逐漸下降,穩定在正常溫度運轉。如果軸承加注的過多潤滑脂不能及時排出,軸承溫度會持續上升,當軸承溫度達到潤滑脂的允許溫度時,潤滑脂流失,會造成潤滑不良,軸承損壞。油脂選用不當或過少時,不易形成均勻的潤滑油膜,無法減少軸承內部摩擦及磨損,軸承溫度會持續升高,如果不能及早發現停機,軸承會因過熱而報廢。潤滑不良的軸承,如果不能及時處理,最終會因過熱燒蝕而報廢。
變頻條件下使用的電機,以及大功率和高電壓電機,會產生大小不同程度的軸電壓。當潤滑劑的絕緣性能無法承受軸電壓時,定、轉子之間存在的軸電壓形成閉合回路,會在軸承上流過軸電流,較大的軸電流對軸承系統零部件造成燒蝕。軸承燒蝕初期表現為軸承雜音,異響并伴有發熱,短時間內,會導致軸承系統嚴重故障。對此,應在設計和制造階段采取必要措施,通過采用絕緣軸承或崁套絕緣護層,采用等電位連接,選擇質量較好的變頻器等措施,盡量避免軸電流燒損軸承的現象發生。
(來源:電機實用技術探析)
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