金川

(南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 210023)

交流串激電機(jī)作為動力驅(qū)動單元廣泛應(yīng)用于各種家用電器，電機(jī)的壽命是關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。在電機(jī)轉(zhuǎn)子末端安裝的滾動軸承不但是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，而且該軸承的壽命是決定電機(jī)壽命的最主要因素［1－3］。由于電機(jī)的特殊工況，普通的軸承難以滿足由于定轉(zhuǎn)子裝配誤差而需要的較大的調(diào)心性能，以及承受電器頻繁的啟動所產(chǎn)生的軸向載荷，因此普通的電機(jī)軸承壽命較低，故障率高。同時，在電機(jī)裝配過程中，由于電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的不同心，裝配效率較低。

文中將介紹一種新型的組合式電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)。

1 普通電機(jī)軸承的現(xiàn)狀分析

圖1是一種交流串激電機(jī)的示意圖，以轉(zhuǎn)子末端的軸承為研究對象，可以看出，此軸承與轉(zhuǎn)子裝配在一起且與軸承座有緊密的配合。

在實際的使用過程中，由于定轉(zhuǎn)子特有的電磁力學(xué)規(guī)律，在啟停的瞬間，轉(zhuǎn)子總會有相對于定子的軸向竄動，而軸承與軸承座之間是緊配合，那么由于竄動而導(dǎo)致的軸向受力就只能由軸承來承受。而普通的電機(jī)軸承通常都是采用標(biāo)準(zhǔn)的密封深溝球軸承，對于這種標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承而言，本身無法承受較大的軸向載荷，因而這個軸承就會因為太大的軸向載荷而提早失效。

圖1 電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

另一方面，由于電機(jī)機(jī)殼的制造誤差，導(dǎo)致在實際裝配過程中，轉(zhuǎn)子的中心軸線和定子的中心軸線不重合，而轉(zhuǎn)子末端的軸承又必須要與軸承座緊密地配合，那么因為不同心而導(dǎo)致的“調(diào)心”的需求也只能由軸承來承擔(dān)，但是標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承的調(diào)心性能極其有限，太大的調(diào)心負(fù)擔(dān)也會使得軸承提早失效，而一旦軸承失效，電機(jī)也無法繼續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

以下將通過創(chuàng)新的設(shè)計來避免以上兩個問題引起的軸承提前失效。

2 新型軸承設(shè)計思路

一種新型的電機(jī)軸承包括外圈、內(nèi)圈、保持架、鍍鋅防塵蓋和鋼球以及外圈外徑面上包覆的橡膠層。外圈的外徑面上有兩個交叉的凹槽，橡膠層通過注塑的方式包覆于外圈外側(cè)并在軸承端面一側(cè)延伸包覆住外圈部分。橡膠層的厚度大于4 mm，能有效提供由于定轉(zhuǎn)子不同心所需要的偏轉(zhuǎn)調(diào)心功能，另外，在軸承一側(cè)端面所包覆的橡膠層能夠?qū)S向載荷起到極大的緩沖作用。外徑上的交叉槽能夠保證外徑上包覆的橡膠與外徑牢固地貼合，不至于受力分離。同時，由于電機(jī)軸承的高轉(zhuǎn)速，工作溫度高，軸承采用鉚釘式保持架以及鍍鋅金屬防塵蓋。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，文中提供了一體化解決方案，既滿足了軸承在電機(jī)工況下所需要的調(diào)心以及承受軸向載荷的要求，又不額外增加零件，成本低廉且極大地延長電機(jī)壽命，同時裝配效率更高。

3 新型軸承的設(shè)計與制造［4］

如圖2(a)所示，鋼球6在外圈2和內(nèi)圈5的滾道中運(yùn)行，鋼球保持架4均勻地將鋼球隔離開并用鉚釘7將兩半保持架鉚合起來，保證了軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性;兩個鍍鋅金屬防塵蓋3壓裝入外圈2的密封槽中并隨外圈一起轉(zhuǎn)動，保證在高溫高速下不變形。安裝示意圖中外圈外徑交叉槽槽底部圓弧過渡如圖2(b)所示。

圖2 新型電機(jī)軸承結(jié)構(gòu)示意圖

外圈外徑面的槽型結(jié)構(gòu)見圖2和圖3，橡膠層通過注塑的方式牢固貼合于軸承外圈上，由于交叉的結(jié)構(gòu)，無論軸承受到任何方向的載荷，都不會使橡膠層與外圈脫離。

最終軸承的內(nèi)圈與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的末端配合安裝帶有橡膠層的外圈與電機(jī)外殼的軸承座孔進(jìn)行配合裝。

圖3 外圈外徑交叉槽結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)論

文中介紹的新型軸承可以在交流串激電機(jī)中長時間使用，維護(hù)率極低，大大提高電機(jī)的使用壽命，且在電機(jī)組裝過程中，極易組裝，組裝效率高，具有極大的實用價值。

［1］趙東海．滾動軸承設(shè)計技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展［J］．軸承，2007(10):46－49．

［2］梁文杰，吳志軍，郁鼎文，等．滾動軸承工藝設(shè)計自動化研究［J］．制造技術(shù)與機(jī)床，2004(7):93－95．

［3］王立臣，梁浩．滾動軸承故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］．電子測試，2013(22):141－143．

［4］王勇．工業(yè)電機(jī)滾動軸承的安裝及使用［J］．電機(jī)與控制應(yīng)用，2010，37(1):56－60．