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碟形彈簧在電機止推軸承會產生什么樣的影響?

發布者:廈門力常彈簧有限公司  發布時間:2019-08-14 20:58
 很多客戶在電機止推軸承使用碟形彈簧的時候都會問我們會產生什么影響,今天廈門力常彈簧有限公司就為大家簡單分析一下,希望能幫到廣大的客戶群體,下面一起來看看吧!

1.電機止推軸承的磨損理論

  電機止推軸承由動塊和靜塊兩部分組成,動塊為鋼件經表面淬火精磨,靜塊為錫磷青銅件。止推軸承結構比較簡單,但其行為公差尺寸要求嚴格。由于承力的位置、角度以及進油孔的大小是油膜形成的關鍵要素,因此必須確保兩個止推面的平行度和平面度,止推軸承下部加入碟簧,能夠有效調節軸承在運轉過程中的平衡和穩定,可以從根本上提高止推軸承基體強度及運行穩定性。止推軸承的磨損是非常復雜的,它受許多因素的影響。例如電機油的潤滑、表面粗糙度、材料、裝配的好壞、電機磁拉力的影響等,同時其磨損又包含黏著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損等多種磨損形式。在潛由電機的設計中,有意識地引入流體動壓潤滑理論到零部件設計中區,由于高速運動而產生流體動壓效應,使摩擦副表面間油膜壓力升高,從而達到使兩摩擦面分開,降低摩擦和減少磨損的目的。

  2.碟簧的結構及組成

  碟簧又被稱為貝勒維爾彈簧墊圈,圓盤狀彈簧適用于高度抗疲勞的應用場合。彈簧是用高碳鋼片制成的,所以的圓盤彈簧都經過奧氏體處理,從而得到優化的機械性能(硬度或延展性),碟簧特別適用于空間狹小、負荷很大的場合。圖1為在所列出的墊圈的三種特性參數下,負載-撓度的典型曲線,當高度為中間數值時,其負載可以估算。根據圖1中的曲線“h=t”,可以得出,撓度為75%時的負載是壓平時的負載的87%。從表格中可以得出,壓平時的計算負載為3301b;0.87X330=2871b。圖1中虛線表面了撓度超過75%時的負載情況,這個區域的負載特性不是很可靠的,因為部分電器被壓至最低點。

  3.碟簧的支撐作用

  138143電機下電由于其特殊結構,大件對止推軸承的支撐作用較弱,止推軸承的平行度和平面度較難保證,由于電機轉子的自身重量較大,對軸承的要求較高,因此在軸承下部加一個凸形碟簧,可以卸載轉子的軸向載荷,起到減震、緩沖的作用。

  我們對碟簧的支撐效果進行了調查:(1所示)

  138143電機止推軸承靜塊凹槽深2.4mm,碟簧高度3.6mm,碟簧加入凹槽內露出3.6-2.4=1.2mm,下沉高度為0.24mm左右,有效支撐高度為1.2-0.24=0.96mm,支撐作用比較明顯。

  4.碟簧支撐位置的影響

  彈簧支撐位置的合理性是比較重要的,要使軸承在理想狀態下運轉,必須保證碟簧支撐位置的合理。當止推軸承承受到較大正壓力作用時,由于局部的彈性變形形成了小的接觸區,其頂峰接觸點收到高壓力作用而產生彈、塑性變形,附在摩擦表面的吸附膜破裂、溫升后使金屑的頂峰塑性面牢固地黏著并熔焊在一起,形成冷焊結點。在量摩擦表面相對滑動時,材料便從一個表面轉移到另一個表面,成為表面凸起,促使摩擦表面進一步磨損。隨著裂紋的擴展與相互連接,表層金屬脫落,造成止推軸承失效。

  止推軸承自潤滑性能力較差,在電機起動和停轉的短時間內,由于潤滑油供油之后,造成高速運轉工況下金屬與金屬之間產生干摩擦,有一部分是由于形位公差尺寸偏差,造成止推面間隙不均勻,使油膜形成不穩定引起的,這種情況大多數能在出廠試驗時發現。

  我們對以前裝配的138143電機止推軸承的磨損情況進行了調查,發現所有帶碟簧的止推軸承,全部是內緣默算,出現了偏磨現象,并且在試驗過程中,有兩節下電止推軸承在帶泵試驗時默算嚴重燒毀。

  我們對燒毀的兩節138電機的下電止推軸承進行了尺寸測量,見表2

  根據測量的數值,我們發現止推軸承動塊尺寸沒有變化,靜塊外緣厚度和內緣厚度相差0.12~0.13mm,內部明顯磨損嚴重。下電止推軸承下部有一個碟簧,是它支撐著止推軸承,

  可以卸載轉子的軸向載荷,起到減震、緩沖的作用,使止推軸承在高速運轉中可以保持平衡和穩定。但其支撐位置明顯靠里,并且止推軸承下部基體較薄,很容易造成中部軸承的支撐力過大,致使軸承中部翹起、磨損。而外緣部位卻沒有磨損,由于止推軸承靜塊中部支撐較高,造成摩擦面偏斜,因負載較大,油膜擠壓效應,中部油膜遭到破壞,失去作用。造成軸承從中部先磨損,進而隨著磨損的加大油膜破壞嚴重,磨損從中間向四周擴散,造成整個軸承磨損。

  為了證明這一點,我們將碟簧反裝,使其支持位置靠外,結果發現磨損位置也相應地發生了變化,外緣磨損明顯。

  如何改變彈簧的支撐位置,使其在理想的狀態下運轉。我們對較成熟的116系列止推軸承碟簧支撐位置進行了尺寸測量,并對138系列的止推軸承碟簧位置尺寸進行了對比并進行了更高,見表3、表4

  對上述對策我們進行了實際使用,改進后徹底解決了止推軸承偏磨問題,軸承表面內、外圓磨損均勻,效果很好。

 

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