昌暉儀表群(群號(hào)碼：423076189)里群友們聊了很多機(jī)電安裝的話題，提問(wèn)最多的是關(guān)于鋁殼電機(jī)軸承跑圈、定位端、浮動(dòng)端的定義等問(wèn)題，昌暉儀表將技術(shù)大牛的解答整理如下，便于大家解惑。
在群里被提問(wèn)最多的，關(guān)于鋁殼電機(jī)的問(wèn)題：
1、鋁殼電機(jī)軸承O型環(huán)設(shè)計(jì)是放定位端還是非定位端？
2、定位端是不是不需要放O型環(huán)？
3、可不可以用彈簧預(yù)緊力來(lái)防止跑圈？
軸承跑圈問(wèn)題和定位端、浮動(dòng)端定義的澄清
很多工程師都會(huì)提到上面三個(gè)問(wèn)題或者，與之相關(guān)的其他問(wèn)題，其實(shí)這個(gè)困擾的根本原因是混淆了兩個(gè)基本概念，因此在解答上述問(wèn)題之前必須先對(duì)這兩個(gè)基本概念做簡(jiǎn)單的澄清。
首先我們需要明確的是，鋁殼電機(jī)軸承跑圈多發(fā)的主要原因是電機(jī)受熱膨脹，而鋁殼的熱膨脹是一般鋼材的兩倍左右。因此，原來(lái)合適的軸承與軸承室配合變得更松了，這樣在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)跑圈的情況。
軸承跑圈是軸承外圈的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即圓周運(yùn)動(dòng)。其根源是軸承和軸承室在軸承徑向上尺寸的變化引起配合的松動(dòng)。所以跑圈問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是徑向尺寸變化引起的相對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)。
再說(shuō)軸承的定位端與非定位端。我們?cè)陔姍C(jī)軸承系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)軸系)的設(shè)計(jì)時(shí)提及，必須對(duì)整個(gè)軸系進(jìn)行軸向定位，否則電機(jī)轉(zhuǎn)子可能在定子內(nèi)部軸向相對(duì)移動(dòng)，因此軸向不受限制是不行的。那么我們就能理解，“定位端”和“非定位端”這兩個(gè)名詞里提到的定位是“軸向”定位的問(wèn)題。
根據(jù)上面描述的基本概念，就可以對(duì)這三個(gè)問(wèn)題作出回答。
1、鋁殼電機(jī)軸承O型環(huán)應(yīng)該放在定位端還是非定位端？
從前面的概念可以知道，O型環(huán)的設(shè)計(jì)是為了限制由于徑向尺寸變化帶來(lái)的相對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的。而定位端和非定位端是在軸向上進(jìn)行限制或者放開(kāi)限制的措施。兩者相互沒(méi)有什么聯(lián)系，因此O型環(huán)設(shè)計(jì)和定位端和非定位端之間沒(méi)有必然的緊密聯(lián)系?；蛘哒f(shuō)，關(guān)系不大。
當(dāng)然，O型環(huán)會(huì)對(duì)軸承的軸向移動(dòng)有一點(diǎn)阻力，然而這個(gè)作用對(duì)于軸承定位而言幾乎沒(méi)什么效果，完全可以忽略。
所以，不論定位端還是非定位端，只要有軸承跑圈的風(fēng)險(xiǎn)，都應(yīng)該使用防止跑圈的措施。換句話說(shuō)，如果有需要，就要使用O型環(huán)防止跑圈，跟是不是定位端沒(méi)什么關(guān)系。
2、定位端是不是不需要設(shè)置O型環(huán)？
首先必須清楚上一個(gè)問(wèn)題的關(guān)聯(lián)性，定位端與非定位端不影響是否需要放O型環(huán)。但是有的工程師會(huì)想到，定位端實(shí)現(xiàn)定位的時(shí)候會(huì)軸向夾緊，這個(gè)夾緊力是可以防止跑圈的，因此是不是定位端就不需要設(shè)置O型環(huán)了？
定位端對(duì)軸承軸向進(jìn)行鎖定目的是防止軸承的軸向移動(dòng)。這個(gè)定位的作用不一定需要把軸承夾緊。在僅僅做定位而不做夾緊的情況下，工程師期望的“夾緊力”就不在了，因此所謂防止跑圈的事兒也不可能。
當(dāng)然，有的設(shè)計(jì)確實(shí)是夾緊的?？墒沁@個(gè)夾緊是軸向夾緊，如果軸承有跑圈的趨勢(shì)，靠的是軸向端面的摩擦力。這個(gè)摩擦力和夾緊力又受到電機(jī)軸向尺寸累積公差的影響以及熱膨脹的影響。同時(shí)使用軸向夾緊力來(lái)產(chǎn)生摩擦防止圓周運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)不如依賴(lài)于電機(jī)軸承徑向力產(chǎn)生的周向摩擦力來(lái)防止跑圈來(lái)的直接有效和可靠。
3、可不可以用彈簧預(yù)緊力來(lái)防止跑圈？
可不可以用彈簧預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦來(lái)防止軸承跑圈，從而取消O型環(huán)？這個(gè)問(wèn)題在很多采用交叉定位的軸承系統(tǒng)中被提出來(lái)，既然軸系中有軸向彈簧預(yù)緊力，那么何不利用這個(gè)預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力防止跑圈，取消O型環(huán)，豈不是可以節(jié)約成本？
這個(gè)問(wèn)題的邏輯和上面一個(gè)問(wèn)題一樣，是希望軸向預(yù)緊力的防止周向跑圈。這里不重復(fù)邏輯，但是結(jié)論一致，這樣的做法是不可靠的。
至少有如下因素影響可靠性：
①軸向彈簧預(yù)緊產(chǎn)生的摩擦力是不是足夠防止軸承跑圈？要回答這個(gè)問(wèn)題，就需要知道軸承跑圈這個(gè)力的大小。但是，這個(gè)力計(jì)算起來(lái)十分困難，因此彈簧預(yù)緊力也沒(méi)法根據(jù)這個(gè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
②電機(jī)軸向尺寸累計(jì)公差。電機(jī)軸向累計(jì)公差落在彈簧上就會(huì)產(chǎn)生變形量，而且這個(gè)力也不太好控制。這也是為什么彈簧預(yù)負(fù)荷給出的范圍很寬，后續(xù)相關(guān)文章會(huì)介紹。
③用軸向力的摩擦防止周向運(yùn)動(dòng)，不直接。并且這樣的布置還有可能造成軸承端面的磨損。
軸承跑圈和定位端、浮動(dòng)端定義的相關(guān)知識(shí)分享到此，關(guān)注“昌暉儀表群”(群號(hào)碼：423076189)，你會(huì)有更多收獲。
相關(guān)閱讀
機(jī)電維修必備:常見(jiàn)電機(jī)型號(hào)與軸承對(duì)照表
