軸承系統(tǒng)中,立式電機軸承如何選擇和匹配?
臥式電機的軸線與地面呈平行狀態(tài),立式電機軸線與地面呈垂直狀態(tài)。與臥式電機比,立式電機的軸承系統(tǒng)注定有其特殊要求,最直觀的特殊性在于,軸承必須能承擔較大的軸向力。
臥式電機的定位軸承采用可以承受徑向負荷,同時也可以承受一定軸向負荷的深溝球軸承;但對于立式電機,緣于其較大的軸向力,而深溝球軸承又不能承受軸向重載荷,因此立式電機常常選用角接觸球軸承。無論是單列還是雙列設(shè)計,角接觸球軸承都具有較高的軸向載荷承載能力和速度性能。
立式安裝電機的軸承選型主要與電機功率、中心高或轉(zhuǎn)子重量有關(guān)。H280及以下的立式電機一般用深溝球軸承,H315及以上電機則要用角接觸軸承。高精度和高速軸承通常取15 度接觸角。在軸向力作用下,接觸角會增大。
角接觸球軸承可承受徑向和軸向的聯(lián)合載荷以及一個方向的軸向載荷。承受軸向載荷的能力由接觸角決定,接觸角越大,則承受軸向載荷的能力高,并能限制軸或外殼在一個方向的軸向位移。
對于立式電機使用角接觸球軸承時,角接觸球軸承一般安裝在非軸伸端,以保證軸伸端軸承承受足夠大徑向力的需求。但角接觸球軸承安裝有嚴格的方向性要求,要保證軸承能承受方向向下的軸向力,即與轉(zhuǎn)子的重力方向一致。
當電機軸伸朝上時,角接觸軸承安在非軸伸端,滿足軸向力的同時,也保證了端蓋的裝配工藝性;當電機軸伸向下時,同樣將角接觸軸承安裝在非軸伸端,但該端端蓋裝配時必須采取相應(yīng)的措施,確保軸承不受損。
簡單地說,角接觸球軸承對電機轉(zhuǎn)子起到“懸掛”或“托舉”作用。如果角接觸球軸承在上方,要保證軸承“懸掛”住轉(zhuǎn)子;如果角接觸球軸承在下方,又要保證軸承能“托舉”起轉(zhuǎn)子。但是,滿足上述功能性要求的前提下,還必須考慮端蓋的裝配工藝性,即端蓋裝配時的外力與軸承可承受軸向力也一致(角接觸球軸承內(nèi)圈與外圈可承受的軸向力方向相反),否則會把軸承推散架。
作為定位軸承,軸承外圈與軸承內(nèi)外蓋止口的軸向配合不能留有間隙,以保證軸承處于良好的配合狀態(tài);另外,內(nèi)圈與軸的配合應(yīng)為過盈配合,而軸承外圈與軸承室的配合為小間隙配合更為合理。
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