电机轴承的轴承挡尺寸该怎么选?
电机工程师在对电机结构进行设计的时候,轴肩尺寸是一个经常遇到的尺寸,由于它十分不起眼,所以经常只是作为参考,而忽略了其中的尺寸限制。但是,这个尺寸对于轴承来说是十分重要的。
轴承安装在电机轴上,主要承担着支撑转子并对转子进行定位的功能。当电机承受外界径向负荷的时候,轴承负责将这个负荷从转子传递到机座上。当电机承受轴向负荷的时候,定位端轴承负责将这个轴向力传递到机座上。这就需要电机轴承在径向上不可移动,在轴向上也必须有轴承固定。
电机轴承的径向移动受到内外圈、轴和轴承室的作用,在一定的公差配合尺寸里已经进行了固定。但是轴承的轴向移动就必须靠电机的轴肩、弹性挡圈、止口等进行固定。要实现这个可靠固定,就需要考虑电机轴肩尺寸,同时,这个尺寸也可以做为选择挡圈时的参考。
对于开式轴承,一般的轴承型录中会给出如下轴肩尺寸建议(通常在轴承具体数据的部分):
圆柱滚子轴承
图表中给出了轴肩尺寸da的最小值。这样的给定是具有一定实际意义的。da最小值是轴肩尺寸的下限,当轴肩尺寸低于这个尺寸的时候,会出现支撑不足的情况。工程实际中也经常看到有轴承骑到轴肩上的情况,这种时候往往是与轴肩尺寸不对有关系。
需要指出的是,一般的轴承综合型录也会给出轴承室部分的轴承挡尺寸Da的最大值。这个值的意义和轴肩尺寸的意义一样,就是为了轴承可以可靠的得到轴向支撑。如果这个尺寸大于推荐值,就会出现轴承轴向支撑不良的情况。
对于带密封件/防尘盖的轴承,一般的轴承综合型录会在轴承尺寸数据中给出如下的尺寸要求:
深沟球轴承
球面滚子轴承
在上面的图表中,不仅给出了da的最小值,也给出了最大值。这一点是与开式轴承不同的。因为轴与密封轴承的防护部件(密封 件/防尘盖)在正常运转的时,是相对运动的。
如果轴肩尺寸过高,会出现轴肩与防护部件之间的干涉。因此需要对轴肩的最大尺寸进行限定。而开式轴承不具备防护部件(密封件/防尘盖),因此不存在这个问题,所以也没有对轴肩的最大尺寸作出具体要求。
但是从实际经验上看,即便对开式轴承,轴肩的最大值笔者仍然不建议随意设置。因为过高的轴肩虽然理论上不会和轴承内部发生干涉(只要不碰外圈),但是事实上在轴承运行起来,这部分轴肩占用了轴承室空间,影响了润滑油路的空间。同时也不能排除在特殊工况下与保持架之间的碰撞可能。
一般会给电机工程师一个建议,轴肩高度应该略低于轴承内圈的外圆高度。或者,电机工程师可以参考具密封件轴承的轴肩高度最大值与轴承内圈外圆高度之差来参考这个轴肩高度的最大值。
综上,电机轴承轴肩高度是一个非常容易被忽略的值,电机工程师即便在看轴承型录的时候也很容易忽略这部分内容。但是事实上,轴肩尺寸过高,会出现静止部件和运动部件发生干涉的可能;轴肩过低,在轴向力作用下会发生不足以对轴承进行轴向支撑从而导致的故障。因此这个具体而微小的数据对做好轴承挡的设计十分重要。
除了轴肩尺寸,还有一个需要关注的尺寸就是轴肩倒脚尺寸,请读者自行思考。后续再撰文介绍。
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文章来源:轴承问题终结者