工程師在對電機軸承進行選型的時候，軸承負荷的校核計算尤為重要，電機軸承負荷計算的第一步就是電機兩端軸承受力的計算。昌暉儀表在本文聊聊立式電機與臥式電機軸承系統(tǒng)承載差異，為大家學(xué)習(xí)電機軸承負荷計算打好基礎(chǔ)。
電機有立式安裝和臥式安裝等的情形。立式電機是電機中的一種常見安裝方式，而立式電機的軸承系統(tǒng)配置則與普通的臥式電機有很多不同的地方。經(jīng)常有工程師直接引用臥式電機的軸承使用方式，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)各種各樣的故障。因此昌暉儀表先聊聊立式電機和臥式電機軸承的承載差異。
1、臥式電機的軸承負荷
對于普通的臥式電機而言，電機軸承系統(tǒng)承受的負荷大致如下圖所示：
圖中可以看到，兩個軸承承擔(dān)著軸上的徑向負荷和軸向負荷。其中徑向負荷主要包括電機的轉(zhuǎn)子重力，軸伸端的外加徑向負荷；軸向負荷就是電機軸伸端的外加軸向負荷。如果電機使用皮帶輪負載，則皮帶張力，皮帶輪重力都應(yīng)該計入徑向負荷；如果電機使用聯(lián)軸節(jié)負載，那么聯(lián)軸節(jié)重力應(yīng)當(dāng)計入徑向負荷；對于存在單邊磁拉力的電機，單邊磁拉力應(yīng)當(dāng)計入電機的徑向負荷。
從電機軸承系統(tǒng)的配置關(guān)系可以知道，電機的徑向負荷由兩個軸承共同承擔(dān)，如果電機外界有外加的徑向負荷，則軸伸端和非軸伸端兩處軸承的負荷受到此負荷的影響會有一些差異；如果外界徑向負荷的方向和電機轉(zhuǎn)子重力同向，則軸伸端的負荷將大于非軸伸端徑向負荷。如果外界徑向負荷的方向和電機轉(zhuǎn)子重力方向相反，則軸伸端負荷小于非軸伸端徑向負荷；同時，電機的外界軸向負荷由軸承系統(tǒng)中的定位端軸承承擔(dān)。
2、立式電機的軸承負荷
對于立式電機，電機內(nèi)軸承系統(tǒng)受力如下圖所示：
圖中可以看到，電機軸承系統(tǒng)中兩個軸承共同承擔(dān)軸向負荷與徑向負荷。此時電機轉(zhuǎn)子重力則成為電機軸承系統(tǒng)的軸向負荷，電機軸伸端的軸向負荷和徑向負荷分別施加在軸端。對于使用皮帶輪負載的電機而言，皮帶張力成為電機軸承系統(tǒng)的徑向負荷，皮帶輪重力成為電機軸承系統(tǒng)的軸向負荷；對于聯(lián)軸節(jié)負載，聯(lián)軸節(jié)重力成為電機軸承系統(tǒng)的軸向負荷。
由于電機是立式安裝，因此由于軸重力撓曲導(dǎo)致的單邊磁拉力不存在，因此不需計入。有電機軸承系統(tǒng)配置相關(guān)知識可以知道，此時電機的徑向負荷由兩個軸承共同承擔(dān)，而軸向負荷由電機軸承系統(tǒng)中的定位端軸承承擔(dān)。
3、立式電機與臥式電機軸承系統(tǒng)負荷對比
從上面的分別闡述可以看到，對于臥式電機而言，如果外界沒有軸向負荷，則電機軸承系統(tǒng)中不應(yīng)當(dāng)存在其他的軸向負荷。因此電機軸承系統(tǒng)以承受徑向負荷為主，且定位端與非定位端軸承統(tǒng)統(tǒng)承擔(dān)徑向負荷。
對于立式電機而言，電機軸承系統(tǒng)在外界負荷沒有徑向負荷的情況下，不應(yīng)當(dāng)存在徑向負荷。因此電機軸承系統(tǒng)以承受軸向負荷為主。且軸向負荷全部由定位端軸承承擔(dān)。
當(dāng)然，電機在生產(chǎn)制造中存在一些誤差從而會導(dǎo)致一些額外負荷：其中包括定轉(zhuǎn)子對中不良從而產(chǎn)生氣隙不均勻?qū)е碌膯芜叴爬?；定轉(zhuǎn)子軸向?qū)R不良產(chǎn)生的額外軸向附加負荷；電機軸承室形位公差不良產(chǎn)生的傾覆力矩等。這些負荷都屬于偏差負荷，是生產(chǎn)設(shè)計中控制不良而產(chǎn)生的。因此不能計入正常的考慮和計算。
通過本文的說明，電機工程師可以了解到立式電機和臥式電機軸承系統(tǒng)的承載差異。那么這樣的承載差異會帶來電機設(shè)計、制造、使用方面有什么不同？具體內(nèi)容請關(guān)注“電工基礎(chǔ)”欄目的相關(guān)文章。
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