[发明专利]立式电机浮动端轴承结构的优化方案

说明书

技术领域

本发明涉及电机的制造领域，特别适用于立式电机浮动端轴承结构的设计与装配。

背景技术

电机行业通常将轴承及与之相关的零部件，如端盖、轴承套、轴承内外盖、甩油盘等按照特定的装配顺序组合在一起称之为本文的“轴承结构”，并非是指狭义的轴承本身的结构。

轴承是易损部件。滚动轴承的滚珠在滚道中能轻松自如地旋转，是因为它们与轴承内、外套间有游隙存在。若轴承外圈受到挤压，游隙就会变小，本来轴承游隙很小，所以对游隙的变化很敏感，因此轴承最怕受到挤压。

由于轴承外圈的线膨胀系数比承担轴承室的铸铁件(端盖及轴承套)的大，加之运行时轴承外圈处的温度比较高，即使是在室温下轴承外圈仅能在轴承室中蠕动一点，在热态下却难蠕动。这就很难消化因转子热膨胀加在该处的力，滚珠在承受这样一个额外的轴向力和径向力的作用下导致轴承很快损坏。

因此，在立式电机的设计与装配时，要充分合理的考虑轴承的轴向间隙和径向间隙。

本发明以某型号立式大功率电动机为例：

轴伸端的轴承负载着转子的自重，采用推力球轴承；非轴伸端采用深沟球轴承，起到保持转子同轴的作用。电动机的结构设计成一个轴承在轴向上是夹紧的，另一个轴承是浮动的。在夹紧的轴承上，其外套与两侧轴承盖的止口刚性固定着；而在浮动轴承上，其外套与两侧之间有间隙。

1、轴向间隙的选择：

转轴在热膨胀时的伸长量ΔL＝0.0000117(t₂-t₁)L

式中，t₂-热态时转轴温度；t₁-电机装配时环境温度；L-轴承距。

根据公式，我们可以计算出不同型号电机的热膨胀量，并在此基础上增加适量的经验值，就可以解决。

2、径向间隙的选择：

2.1选择过小的轴承室内径配合公差时，由于轴承外圈与轴承室的径向配合间隙较小，电机运转过程中，产生大量的热量，传递到转子和轴承上，转子轴向和轴承径向都会产生热胀，轴承在轴承室内受到挤压无法滑动，转子的轴向热胀得不到伸展，在径向力和轴向力的共同作用下，轴承外圈与滚珠、轴承室很快就“抱死”或“热焊”。

2.2选择过大的轴承室内径配合公差时，轴承外圈与轴承室的径向配合间隙加大，轴承外圈在轴承室内出现“跑圈”或“涮套”的现象。轴承外圈与轴承室的内径高速摩擦产生大量的热，热量迅速传到轴承内部急遽升温，轴承很快就烧毁了。

2.3为了避免轴承室内径配合公差过大或过小，设计人员习惯将轴承室的内径公差设计为H5或H6。当轴承室H5或H6的公差加工到上差时，与轴承外圈形成基轴制小间隙配合。当轴承室H5或H6的公差加工到下差时，与轴承外圈形成基轴制小过盈配合。为了减少加工废品，机加工人员又习惯性的将轴承室内径公差加工到下差。如此以来，轴承的径向配合较紧，轴承容易发热或“抱死”。

发明内容

为了选择浮动端轴承适宜的径向配合公差和合理的轴承结构，我们做过无数次试验，进行了反复验证和比较，最终确定了立式电机浮动端轴承结构的优化方案，解决了浮动端轴承过热的问题，提高了电机的一次装配合格率，具有深远的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

立式电机浮动端轴承结构的优化方案，其特征是：

1)优化方案是指轴承室的内径公差加大到并应用了轴承外圈止动装置。

2)轴承外圈止动装置的特征是：在轴承外圈和端盖轴承室上分别加工半圆盲孔槽，两个半圆盲孔槽对齐装配后形成圆柱销安装孔，在安装孔内装入圆柱销，使轴承外圈在端盖轴承室内圆周定位，轴向浮动。

本发明的有益效果是：

1.将浮动端轴承室的内径公差加大到

1.1将轴承室先粗车，再滚压精加工到尺寸精度。轴承室的加工精度、光洁度和耐磨性能大大提高。

1.2即使机加工人员习惯性的将轴承室内径公差加工到下差，轴承室的内径与轴承外圈仍然会形成间隙配合，轴承外圈可以自由的轴向滑动，有效解决了转子轴向和轴承径向热胀后被“抱死”或“热焊”的问题。

2.轴承外圈止动装置的设计和应用：

2.1在轴承外圈和端盖轴承室上分别加工半圆盲孔槽，加工简单，便于实现。

2.2圆柱销有M6内螺纹，方便其安装或取出。

2.3圆柱销装入安装孔内，使轴承外圈圆周定位，防止了轴承外圈在轴承室中“跑圈”或“涮套”。

2.5圆柱销装入安装孔内，轴向有足够的活动空间，能满足轴承外圈在转子热胀后产生的轴向滑动。