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陶瓷轴承的优缺点有什么?与金属轴承对比哪种好?
编辑: 时间: 2019-07-26 18:15 浏览量: 47

轴承载荷与电机的匹配是电机设计环节必须考虑到的问题,轴承选择合理,会有效避免一些不必要的麻烦。
  Ms.参的朋友遭遇了一件事,他们的电机在空载运行时噪声较大,但负载运行时特别平稳和安静,与轴承厂家交流发现,他们电机轴承的选型不合理,建议按照轴承载荷能力重新计算。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  如何计算轴承动负荷  作用在轴承上的负荷,在已知或可计算的外力下(如传动力、工作力就惯性力),可以根据机械学的原理来计算。
  当计算单个轴承负荷的分力时,为了简化计算,轴是被看成由刚硬和无力矩作用的支点所支承的梁。
轴承、轴承座或机械结构的弹性变形,轴挠曲导致在作用轴承上的力矩,全不考虑在简化的计算中。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  应用以上简化理论,只需要很简单的辅助工具,如小型计算器,就可以进行计算。
实际上,计算基本额定负荷和当量轴承负荷的标准方法,也是根据类似的假设。
  利用先进和复杂的计算程序,可以不用上述的假设,而根据弹性力学理论来计算轴承的负荷。
在这些计算程序中,轴承、轴以及轴承座都是被考虑为系统中具弹性的部分。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  外力方面包括轴和所承载部件固有的重量,或是车辆的重量和其它惯性力等,这些一般都是已知数,或能够通过计算得出。
  但其它的外力,如工作力(碾压力和机床的切削力等)、冲击力和附加的动态力(如由于不平衡引起的离心力),通常要依靠类似机器或抽承配置的经验才能确定。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  ●齿轮传动  对于齿轮传动,齿轮在理论上产生的作用力可以根据传输功率以及齿轮的类型算出。
但也有其它动态力会由于齿轮、传动端或输出端产生。
  此外,齿轮的形状误差和旋转部件的不平衡也会造成附加的动态力。
但齿轮一般以很高的精度标准制造,以降低运行时的噪声,所以由这种原因产生的力通常很小,在计算轴承负荷时可以忽略不计。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  应用齿轮传动的机器,只有在工作条件已知的情况下,才能确定根据其运行形式和模式所产生的附加作用力。
根据不同工作条件,齿轮制造商通常能提供一个关于冲击负荷和齿轮效率的“工作”系数,利用这个系数,可以用来考虑附加作用力对轴承额定寿命的影响。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  ●皮带传动  计算皮带传动的轴承负荷时,最主要是考虑有效的皮带扭力,其取决于传递的力矩。
皮带制造商一般会根据不问的皮带类型、预紧、皮带的张紧力和其它附加动态力,提供一个用来计算皮带拉力的系致。
  若无法得到相关的系数,可使用以下参考值:  带齿皮带——1.1~1.3;  三角带(V形带)——1.2~2.5;  平皮带——1.5~4.5;  当轴之间的距离很短、在重负荷或冲击负荷作用下、或张紧力很大时,应取用较大的值。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  轴承的静载荷和动载荷  轴承静止时的载荷能力,由允许的塑性变形量决定。
滚动轴承中的塑性变形是不可避免的。
如果限定允许的塑性变形量很小,则轴承的静载荷能力也很小;  如果允许的塑性变形较大,则在滚道上产生的凹坑将使轴承在运转中噪声和振动增大、运转精度降低,影响轴承的正常工作。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  滚动轴承中,在承受载荷最大的滚动体与滚道接触点处,总的塑性变形量小于滚动体直径的万分之一时,对轴承的正常运转没有多大的影响。
  把在这种塑性变形条件下确定的轴承静承载能力称为额定静载荷,一般用C0表示。
  额定静载荷是在假定的载荷条件下决定的,对向心轴承,额定静载荷是指径向载荷,对向心推力轴承(角接触球轴承)是指使轴承中半圈滚道受载的载荷的径向分量,对推力轴承是指中心轴向载荷。
  轴承的基本额定静载荷和基本额定静载荷是指轴承在静态或旋转时,最大能承受的载重。
  讨论轴承匹配度对永磁电机运行故障的影响  轴承额定动载荷是指滚动轴承理论上能承受的恒定径向载荷(恒定轴向载荷),在该载荷的作用下基本额定的寿命为100万转,轴承的基本额定动载荷体现轴承的耐滚动疲劳的能力。
  向心轴承和推力轴承的基本额定动载荷反别称作径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr和Ca表示。

通过对并条机机械波的分析,认为由于皮辊缺油或轴头中心孔磨损而造成皮辊跳动或游动是产生机械波的主要原因。
在FA302型和FA306A型并条机试验并推广新型并条皮辊铁芯轴套,采用免加油设计,减少棉条污染、油疵,消除皮辊跳动及游动产生的机械波,减少保养工作量,节约机物料消耗,提高棉纱质量水平。
  并条工序是纺纱生产中的一个重要工序,并条机的主要作用就是将棉条并合牵伸,达到改善纤维平行伸直度,降低重量不匀率的目的。
皮辊作为重要的牵伸部件,其质量优劣及运行是否平稳,将直接影响产品质量。
我公司从2005年开始在FA302型并条机和FA306A型并条机上使用新型并条皮辊铁芯轴套,目前已经推广使用近100台,取得了良好的效果。
  1.并条机机械波产生的原因分析   在并条条干的取样测试中,经常会出现波峰在10cm左右的机械波。
对罗拉反复检查均未发现问题,更换前皮辊后,机械波消除,所以皮辊状态不良也是造成机械波的主要原因。
  在日常对皮辊的检查中发现皮辊轴头跳动较多,很多皮辊还有轴向游动的现象,最大的游动量达到了3mm左右。
将跳动严重和游动量大的皮辊分别更换到前道进行试验,均出现严重机械波,和试验室测试并条条干出现的机械波基本吻合,并条条干CV%值稍有恶化,但成纱条干CV%值变化不大。
  经分析认为,并条产生的10cm机械波经过粗纱机和细纱机的牵伸后,在细纱波谱图上反映波长在20~30m左右,属于长片断不匀。
而在条干仪上测试细纱条干CV%值,其切割长度为8mm,反映地是细纱短片断的不匀状况,对于因为并条原因产生的20~30m波长的不匀影响甚微,所以细纱的成纱条干CV%值变化不大。
但并条机皮辊不良出现的机械波,经常会产生细纬、粗纬及条干疵布,严重影响布面质量。
  2.皮辊跳动和游动产生的原因分析   2.1皮辊跳动   对跳动严重的皮辊进行检查,发现轴承不良的较多,有个别为芯轴弯曲。
不良轴承主要是因为缺油造成。
并条皮辊的保养周期为15天,由于皮辊高速运转,润滑油受热后易从套筒中流出,到周期加油时发现缺油较普遍。
另外,在处理并条皮辊缠花时,值车工经常会从一端抹下缠花,在抹下缠花的同时也将皮辊轴头上的润滑油脂擦掉,造成皮辊缺油运行。
  2.2皮辊游动   将游动的皮辊套筒换下,有些皮辊游动现象基本消失,但还有很大一部分问题仍存在。
我们拆开游动皮辊的套筒,检查套筒内部和芯轴,发现凡是游动的皮辊轴头中心孔均有不同程度的磨损,有些套筒内部的顶珠也有磨损。
并条皮辊在运转中,轴向是靠顶珠和中心孔的配合来固定的,轴向受力很小。
当顶珠或中心孔磨损后,其配合出现问题,在运转中产生振动,就会给皮辊轴向产生推力,使皮辊在运转过程中出现左右游动。
  3.新型并条皮辊铁芯轴套的使用   解决并条皮辊的跳动和游动问题,通常采取缩短保养周期,增加加油次数,及时更换磨损的芯轴和套筒等措施,但是保养工作量和机物料消耗会明显增加。
  2005年10月,我们在FA302型和FA306A型并条机上试验并逐步推广使用新型并条皮辊铁芯轴套(俗称整体皮辊),上车后彻底消除了皮辊跳动和游动的现象。
  3.1新型并条皮辊铁芯轴套的结构特点   (1)采用双列深沟球轴承代替原滚针轴承,使得发热总量下降至常规结构的60%,使用中新结构轴承的温升明显小于常规结构。
  (2)内部贮油空间大,并采用迷宫式防尘、防漏油、润滑条件好。
  (3)采用有内圈轴承结构,并条芯轴与内圈相对静止不磨擦,因而芯轴头不磨损。
  (4)芯轴与轴承内圈配合采用锥度结合,同心度好,装拆方便。
  (5)芯轴与轴套之间无轴向窜动(仅有轴套的轴向游隙0.08mm左右),而常规芯轴与轴套的轴向游隙窜动达1-3mm。
  (6)采取了较理想的热处理方式,使得芯轴既有足够的强度又有充分的韧性。
  (7)芯轴头部与轴套结合部分表面镀铬,包胶硫化及平时使用不易生锈。
  3.2使用效果   经过两年的使用,这种新型并条皮辊铁芯轴套上车后,发热小、运行平稳,未发现损坏,并条10cm机械波基本上消除,取得较好的效果。
  3.2.1棉纱质量水平   新型并条皮辊铁芯轴套上车后,对并条的条干CV%改善明显,而且细纬、粗纬及条干疵布明显减少。
但对细纱成纱质量测试结果影响较小,这主要是由于细纱条干CV%值反映的是成纱的短片断的条干不匀,而对因并条皮辊不良造成的长片断不匀缺陷却反映不明显。
新型并条皮辊铁芯轴套上车前后条干水平对比结果见表1。
表1 新型并条皮辊铁芯轴套上车前后条干水平对比(C14.5tex)   3.2.2解决了原套筒漏油,污染棉条的问题   新型并条皮辊铁芯轴套采用密封轴承,免加油设计,所以在运行中不会有油污流出。
原来的皮辊在使用过程中,经常会污染清洁工具和值车工的手,间接造成油污污染棉条,或者在值车工处理皮辊缠花时,造成回花油污。
  3.2.3延长了保养周期,减小保养工作量   新型并条皮辊铁芯轴套不用加油,保养时只需将皮辊表面清洗干净即可。
根据使用情况,将皮辊保养周期由15天延长到30天仍可满足质量要求。
  3.2.4节约机物料消耗   我公司原来的并条皮辊套筒每年要增加1200套左右,按每只22元计算,每年消耗费用约26400元。
但这种消耗仍满足不了质量要求,因为芯轴磨损后不可能全部更换,那么皮辊的游动也就无法完全解决,如果更换芯轴,对胶管的消耗将更大。
  新型并条皮辊铁芯轴套每只110元,按使用2年计算(厂家保用2年),平均每年费用为46640元。
从现在车上皮辊的使用情况看,使用3年不会有问题,我们最早试验的皮辊铁芯和轴套已经使用28个月,仍运行正常。
如果按3年整套更换计算,那么每年费用约为31093元。
然而这种铁芯在使用中磨损极小,一次性投入后,以后只需更换轴套,按3年只更换轴套计算,每年只需要支出26000元,这个费用和购买普通的套筒差不多,但质量水平会明显提高。
  普通的皮辊轴承每年加油费用每只约为0.06~0.08kg,按我公司106台并条机计算,每年仅并条皮辊润滑需用油约60kg,价值为1500元左右,而使用新型皮辊铁芯轴套后,免加油,这笔费用也可省去。
  4.结束语   4.1新型并条皮辊铁芯轴套,很好地解决了并条机长期以来存在的皮辊因缺油或轴头中心孔磨损,造成皮辊跳动或游动的问题,消除因此原因而造成的机械波,从而提高并条条干水平,减少了纱疵的产生,改善了布面的风格。
  4.2新型并条皮辊铁芯轴套免加油,可消除并条工序的大量油污污染,有效地减少油疵产生。
  4.3采用新型并条皮辊铁芯轴套后,可减轻皮辊保养工作量,节约机物料消耗。
  4.4新型并条皮辊铁芯轴套对于并条机皮辊改造提供了方向,可满足高速、高产、高质量的要求。
  4.5在使用过程中加强对轴套和铁芯紧固螺钉的检查很关键,可防止出现严重的质量事故障。