高压电机轴承选型的探讨
2013-08-29 09:50:04   来源：www.simotd.com   评论：0 点击：

 

隔爆型2极高压电机抱轴是由多种因素引起的,从发生初始部位可分为曲路抱轴与轴承抱轴两大类,对于严重的抱轴情形,因曲路研死,轴承严重损坏而不易分清,但从抱轴部位出现的机率看,轴承损坏是主要的。同Y系列高压电机相比,隔爆型高压电机轴承结构相对复杂,因其设置了曲路,曲路较长,间隙也较小,如果构成曲路的零部件安装偏心与变形,转轴挠曲都极易成为电机抱轴的因素。在隔爆曲路长度与间隙受到一定限制与电机制造受工艺因素制约前提下,为进一步减少电机抱轴,只有设法减少轴承引发的抱轴。

 

轴承引发电机抱轴同样有多种因素,如配合选择不当、润滑不好、安装不良、电机有振动与窜轴现象、用户维护不及时监控不力等,但诸多因素中,应首推轴承选型的错误。因为轴承选型涉及到的问题很多,如极限转速、承载能力、负荷状态、噪声大小、游隙确定、使用性能等,这些都或多或少直接或间接影响到轴承的使用寿命,与电机抱轴密切相关。下面以使用较多的NSK与SKF轴承为例进行粗浅的分析。

 

一般情况下,在同种保持架材料同种润滑条件下,随着轴承型号增大,其极限转速相应减小(特殊设计轴承除外),对于一定的电机转速,极限转速与之逼近的轴承应作为选择的极限,最好不用。设计选型中,轴承极限转速是个不容忽视的问题,如果电机长期以逼近或超过轴承极限转速的速度运转,轴承失效的可能性将很大,极易过早损坏。

2极高压电机旋转速度比较高,一般为2970～2990r/min。再考虑2极高压电机轴伸直径的限制与脂润滑条件,轴承只能在NU216～219(柱)与6216～6219、6136～6318(球)中选取。对于6216～6219、6316～6318球轴承,各种保持架材料,都有较高的极限转速(≥3400r/min);而对于NU216～219柱轴承,不同保持架有不同的极限转速且差别也较大。NU216～217柱轴承,各种保持架下都有较高的极限转速,可以任意选取,而NU218～219情况则不同,例如NSK轴承以黄铜保持架作为标准保持架(后缀为M),NU218M、NU219M分别为4000r/min与3800r/min,而改为冲压钢保持架(后缀为W或无后缀),NU218(W)、NU219(W)则分别对应3200r/min、3040r/min;因二者较为接近2极电机额定转速故不宜选用;SKF轴承以尼龙保持架作为标准保持架(后缀为P),NU218P、NU219P分别对应3600r/min、3400r/min,改为冲压钢质保持架轴承较此低许多。

SKF较少供应黄铜保持架轴承,其高速性能接近尼龙保持架,但在油润滑条件下,黄铜保持架轴承更能体现优越性。因SKF轴承设计适当提高了承载力,故SKF轴承较NSK同型号轴承相比其极限转速便有所降低,对SKF钢质保持架的NU218、NU219轴承,2极高压电机更不宜选用。

 

相对电机的旋转速度,所选轴承的极限转速高低除了影响轴承自身寿命外,还对润滑脂寿命起决定性作用(一定温度下)。采用3#锂基脂作为轴承润滑脂,从有关资料可知,该润滑脂的允许转速仅为轴承极限转速的70%,其寿命与轴承极限转速有密切的关系,以用密封圈或防尘盖密封的球轴承为例,其润滑脂平均寿命可用下式推算:

 

logt= 6.54-2.6nNmax-(0.025-0.012nNmax)·T式中　n——轴承转速(即电机转速),r/mint——平均润滑脂寿命,hNmax——润滑脂允许旋转数(即70%轴承极限转速)T——轴承温度,℃公式表明,在一定的电机转速与轴承运行温度下,决定润滑脂寿命的便只有轴承的极限转速。

 

所选取轴承的极限转速降低,润滑脂寿命将随之大幅度降低,如果补充润滑脂不及时,必将导致轴承润滑状况的恶化,磨损加剧,寿命进一步降低。

 

因此,在选用3#锂基脂作为轴承润滑时,电机旋转速度以不超过轴承极限转速的70%为宜,最多不要超过90%。电机所选轴承极限转速逼近旋转速度时,应适当缩短补充及更换润滑脂的周期,同时还应尽可能改善电机的其他运行状态(如振动、窜轴、润滑等),这样轴承才可能有较长的使用寿命。