为什么高压电机一般采用三轴承结构?
2024-05-21轴承系统是电机的重要组成部分,是电机机械性能体现的关键性零部件,要合理配置电机的轴承系统,首先应搞明白以下几个问题。
1、电机的前轴承和后轴承
电机的前轴承是指靠近机械负荷侧的轴承,也叫负荷侧轴承或轴伸端轴承;后轴承是指靠近冷却风扇侧的轴承,也叫风扇侧轴承或非轴伸端轴承。
2、电机的定位端和自由端
定位端和自由端是针对电机轴承系统结构的一种特定说法。电机在运行过程中,由于各部件的热胀冷缩、定子与转子之间的磁拉力等多种因素,会导致定子与转子之间出现一定范围内的轴向移动。为满足零部件出现的轴向尺寸变化和位移问题,在电机的设计和制造环节必须留出一定的轴向空间。为此,配置电机的轴承系统时,会在一端将轴承外圈固定紧,即不允许该端的轴承发生轴向位移,该端就被称为定位端或固定端;而电机另一端的轴承系统,会通过轴承内外盖与端盖的轴向配合尺寸,留出一定与轴承外圈配合的轴向间隙,以保证转子部分在电机运行过程中轴向位移的要求,因为该端具有轴向可移动性,故该端被称为自由端或浮动端。
3、深沟球轴承和圆柱滚子轴承
深沟球轴承能够限制轴的双向移动,精度高,摩擦系数低,是电机定位端的理想选择,球体与轴承套为线接触,即轴承运行过程中的接触轨迹为圆线环,接触面相对较小,径向负荷承载力不大,不适用于承受冲击性负荷和重负荷;而圆柱滚子轴承对滚子没有轴向限制,做自由端支撑使用时,能够适应热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化,滚子与滚道呈线接触,轴承的运行轨迹是一个圆面环,接触面较大,径向负荷承载力大,适用于承受重负荷和冲击负荷。
4、电机的轴承定位端选择
从电机实际运行及满足与配套设备的对接符合性考虑,定位端一般选择在轴伸端,而对于轴向相对位置要求不严格的工况,也可以选择在非轴伸端,倾向于电机的承载要求即可;但如果被拖动设备对电机的轴向窜动有较严格要求,则电机的轴承定位端必须选择在轴伸端。定位端轴承外圈由内外轴承盖止口压死,轴承盖紧固在轴承套或端盖上。
5、电机轴承类型的选择
当电机所带的负荷不大时,一般采用深沟球轴承;而按照实际工况的要求,对于冲击性负荷,以及负荷较大的工况,应在电机轴伸端采用圆柱滚子轴承,与同尺寸深沟球轴承相比,圆柱滚子轴承径向承载能力可提高1.5-3倍,刚性和耐冲击性较好。深沟球轴承承载径向力的能力比圆柱滚子轴承弱,但可承载一定的轴向力,而圆柱滚子轴承不能承载轴向力。鉴于深沟球轴承与圆柱滚子轴承的结构特点,对于需要配置圆柱滚子轴承的电机,应采用混合模式进行配置,即必须有一套深沟球轴承与其配合使用。
高压电机功率往往比较大,为了满足重载及较小的轴向窜动控制,通常都按照三轴承结构进行标准配置。为提高轴伸端轴承的承载能力和使用寿命,在轴伸端用一套圆柱滚子轴承和一套深沟球轴承并列,圆柱滚子轴承承受径向负荷,而深沟球轴承轴为定位轴承,仅承受轴向负荷(因而深沟球轴承外圈与轴承套内圆径向通常留有一定间隙);电机的另一端可按实际需要选择深沟球轴承,必要时也可选择圆柱滚子轴承。
为了防止轴承在电机运行中发生跑圈现象,轴承外圈和轴承室、轴承内圈和轴必须选择合适的配合公差;无论是轴伸端的轴承装置,还是非轴伸端的轴承装置,都是采用迷宫式结构,并用密封圈密封,不仅可防止轴承室的润滑脂漏到电动机内部,损坏线圈绝缘,还可防止外面的灰尘或水进入轴承室,保持轴承清洁。
高压电机轴承系统应装有注油管和排油管,以便于更换润滑脂,而且可以实现不停机加油或排油。
来源:电工知库
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