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三. 电机轴承的选用举例分析
对电机厂的工程师来说,在选用电机用轴承的时候,必须从各种角度来考虑该轴承的选型:首先应比较电机和轴承的设计寿命和轴承的疲劳寿命,以此来决定轴承的尺寸,同时还要注意润滑脂老化引起的润滑脂寿命、磨损、噪声,另根据电机的不同用途,必须对精度、配合、游隙、保持架、润滑脂、密封结构、装卸及其他特殊要求进行选用。
一般情况下,选择轴承应大致遵守以下顺序:
《电机轴承的选型概要》
使用机械与设计寿命
在选择轴承时,有意加大疲劳寿命系数,这不仅要选择大的轴承,不经济,并且,轴的强度、刚性、安装尺寸等,往往并不一定只以疲劳寿命为基础。各种机械所使用的轴承,根据使用条件,有基准的设计寿命,以经验疲劳寿命系数(参照表1)表示。
(基本额定动载荷)
表1、疲劳寿命系数f h与使用机械举例
(基本额定动载荷)
条件
f h值与使用机械
~3
2~4
3~5
4~7
~6
经常或短时间使用
吸尘器、洗衣机等小型电器、电工用具
农用机械
不经常使用,但要求确保运转
家用空调电动机、建设机械
传送带
电梯
不连续,但运转时间较长
压延机辊颈
小型电动机
起重机齿轮机座汽车
工厂电机车床
一般齿轮装置
振动筛碎矿机
起重机
压缩机
重要齿轮装置
一日八小时运转,或连续长时间运转
自动扶梯
离心分离机
空调设备风机
木工机械大型
电机客车车辆
矿山起重机
冲床惯性抡车辆用主电机
机车车辆
造纸机
24小时连续运转,不允许因事故而停止运转
自来水设备
发电厂设备
矿山排水设备
(基本额定动载荷)
区分
球轴承
额定疲劳寿命
疲劳寿命系数
速度系数
作为轴承的使用条件,已给予了轴承负荷P及旋转速度n,作为电机所使用轴承的设计寿命,决定了疲劳系数fh的场合下,轴承所需要的基本额定动载荷C,可用下列公式求出.
…………()
速度系数和疲劳寿命系数可以算出和查出,计算后可从轴承尺寸表中,选择可符合C的轴承.
(基本额定动载荷)
注:在一般的工业电机,采用P6、甚至P0级精度也可以满足其使用要求。
性能要求
用例
适用精度等级
要求轴具有高旋转精度
音响、影像机器主轴(录像机、录音机)
P5、P4
机床主轴
P5、P4、P2、ABEC9
电子计算机、磁盘主轴
P5、P4、P2、ABEC9
高速旋转
喷气式发动机主轴、辅机
P5、P4
机床主轴
P5、P4、P2、ABEC9
张紧轮
P5、P4
要求摩擦及摩擦变化小
控制机器(同步马达、伺服马达、陀螺万向架)
P4、ABMA 7P
计量仪表
P5
机床主轴
P5、P4、P2、ABEC9
轴承精度主要指尺寸精度和旋转精度,国标参照国际标准分别规定了
不同的精度等级及主要尺寸的公差及公差值,轴承精度分为P0、P6、P5、
P4、P2五个等级,依次提高。
尺寸公差
滚动轴承的精度
旋转精度
内径、外径、宽度、组装宽度的公差
倒角尺寸的公差极限值
宽度不同的公差值
内圈、外圈径向跳动的公差值
内圈、外圈轴向跳动的公差值
内圈、侧向跳动的公差值
外圈外径面倾斜的公差值
ISO(1)
Class0
Class6
Class5
Class4
Class2
DIN(2)
P0
P6
P5
P4
P2
ANSI/ABMA
ABEC1
ABEC3
ABEC5
ABEC7
ABEC9
不同标准的精度等级代号:
轴承安装时轴承内径与轴、外径与外壳的配合非常重要,当配合过松时,配合面会产生相对滑动称做蠕变。蠕变一旦产生会对磨损配合面,损伤轴或外壳,而且,磨损粉末会侵入轴承内部,造成发热、振动和破坏。
过盈过大时,会导致外圈外径变小或内圈内径变大,会减小轴承内部游隙,另外,轴和外壳加工的几何精度也会影响轴承套圈的原有精度,从而影响轴承的使用性能。
过盈量不足引起的失效(蠕动失效)