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為什么高壓電機一般采用三軸承結構?

2024-05-21

軸承系統(tǒng)是電機的重要組成部分,是電機機械性能體現(xiàn)的關鍵性零部件,要合理配置電機的軸承系統(tǒng),首先應搞明白以下幾個問題。

1、電機的前軸承和后軸承

電機的前軸承是指靠近機械負荷側的軸承,也叫負荷側軸承或軸伸端軸承;后軸承是指靠近冷卻風扇側的軸承,也叫風扇側軸承或非軸伸端軸承。

2、電機的定位端和自由端

定位端和自由端是針對電機軸承系統(tǒng)結構的一種特定說法。電機在運行過程中,由于各部件的熱脹冷縮、定子與轉子之間的磁拉力等多種因素,會導致定子與轉子之間出現(xiàn)一定范圍內的軸向移動。為滿足零部件出現(xiàn)的軸向尺寸變化和位移問題,在電機的設計和制造環(huán)節(jié)必須留出一定的軸向空間。為此,配置電機的軸承系統(tǒng)時,會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;而電機另一端的軸承系統(tǒng),會通過軸承內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,以保證轉子部分在電機運行過程中軸向位移的要求,因為該端具有軸向可移動性,故該端被稱為自由端或浮動端。

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,精度高,摩擦系數低,是電機定位端的理想選擇,球體與軸承套為線接觸,即軸承運行過程中的接觸軌跡為圓線環(huán),接觸面相對較小,徑向負荷承載力不大,不適用于承受沖擊性負荷和重負荷;而圓柱滾子軸承對滾子沒有軸向限制,做自由端支撐使用時,能夠適應熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的變化,滾子與滾道呈線接觸,軸承的運行軌跡是一個圓面環(huán),接觸面較大,徑向負荷承載力大,適用于承受重負荷和沖擊負荷。  

4、電機的軸承定位端選擇

從電機實際運行及滿足與配套設備的對接符合性考慮,定位端一般選擇在軸伸端,而對于軸向相對位置要求不嚴格的工況,也可以選擇在非軸伸端,傾向于電機的承載要求即可;但如果被拖動設備對電機的軸向竄動有較嚴格要求,則電機的軸承定位端必須選擇在軸伸端。定位端軸承外圈由內外軸承蓋止口壓死,軸承蓋緊固在軸承套或端蓋上。

5、電機軸承類型的選擇

當電機所帶的負荷不大時,一般采用深溝球軸承;而按照實際工況的要求,對于沖擊性負荷,以及負荷較大的工況,應在電機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構特點,對于需要配置圓柱滾子軸承的電機,應采用混合模式進行配置,即必須有一套深溝球軸承與其配合使用。

高壓電機功率往往比較大,為了滿足重載及較小的軸向竄動控制,通常都按照三軸承結構進行標準配置。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荷,而深溝球軸承軸為定位軸承,僅承受軸向負荷(因而深溝球軸承外圈與軸承套內圓徑向通常留有一定間隙);電機的另一端可按實際需要選擇深溝球軸承,必要時也可選擇圓柱滾子軸承。   

為了防止軸承在電機運行中發(fā)生跑圈現(xiàn)象,軸承外圈和軸承室、軸承內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,都是采用迷宮式結構,并用密封圈密封,不僅可防止軸承室的潤滑脂漏到電動機內部,損壞線圈絕緣,還可防止外面的灰塵或水進入軸承室,保持軸承清潔。

高壓電機軸承系統(tǒng)應裝有注油管和排油管,以便于更換潤滑脂,而且可以實現(xiàn)不停機加油或排油。

來源:電工知庫

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