文/王德國(guó)，中車永濟(jì)電機(jī)有限公司

淺析電機(jī)軸承異音與預(yù)防措施

文/王德國(guó)，中車永濟(jì)電機(jī)有限公司

軸承異音是電機(jī)制造常見地慣性問(wèn)題之一，它來(lái)源于軸承零件偏離理想位置運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)。本文通過(guò)分析交流異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座、端蓋等引起的軸承異音，提出了解決軸承異音的措施，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為今后更深入地探索軸承異音提供指導(dǎo)。

交流異步電動(dòng)機(jī);振動(dòng);軸承異音;分析;預(yù)防措施

引言

電機(jī)軸承異音是電機(jī)制造企業(yè)常見地質(zhì)量問(wèn)題之一。由于軸承異音產(chǎn)生機(jī)理復(fù)雜，又缺少分析、判定軸承異音的儀器和標(biāo)準(zhǔn)，因此該問(wèn)題一直困擾者電機(jī)的生產(chǎn)。特別是交流異步電動(dòng)機(jī)，軸承異音引起的電機(jī)返工達(dá)10%以上，造成合同延誤、資源浪費(fèi)，成為生產(chǎn)、工藝、技術(shù)、管理的難題。

1 軸承異音產(chǎn)生機(jī)理

噪聲是一種不同頻率和不同強(qiáng)度且無(wú)規(guī)律地組合在一起的聲音，是污染環(huán)境的三大公害之一。軸承異音是軸承噪聲的一部分，來(lái)源于軸承零件間偏離理想位置的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)的聲輻射。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓柱滾子在軸承內(nèi)、外圈的滾道間自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，避免不了打滑、摩擦、無(wú)規(guī)則撞擊產(chǎn)生軸承自激振動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)制造中，存在各種偏差，使得圓柱滾子與內(nèi)、外圈滾道線接觸產(chǎn)生角度誤差，也會(huì)造成軸承偏心和角度誤差而引起振動(dòng)等。

2 軸承異音產(chǎn)生的主要問(wèn)題分析

2.1 機(jī)座非傳動(dòng)端止口變形

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量機(jī)座、前端蓋、后端蓋等各30件，繪成橫坐標(biāo)為止口直徑和止口圓柱度（略去基準(zhǔn)尺寸），縱坐標(biāo)為尺寸占比的分布圖（見圖一、二、三、四）。相同點(diǎn)：機(jī)座、前端蓋、后端蓋的止口直徑及止口圓柱度不呈正態(tài)分布，超越控制線；機(jī)座止口直徑偏下限。不同點(diǎn)：機(jī)座非傳動(dòng)端止口橢圓占26%；非傳動(dòng)端端蓋止口偏下限。因此機(jī)座非傳動(dòng)端止口橢圓是主要矛盾。

圖一 機(jī)座非傳動(dòng)端止口

圖二 機(jī)座傳動(dòng)端止口

圖三 非傳動(dòng)端端蓋止口

圖四 傳動(dòng)端端蓋止口

2.2 機(jī)座非傳動(dòng)端止口橢圓度引起非傳動(dòng)端端蓋軸承室變形

機(jī)座兩端止口著色，將傳動(dòng)端、非傳動(dòng)端端裝配到其內(nèi)，保持3分鐘后退出端蓋，機(jī)座兩端止口著色部分變化很大。機(jī)座非傳動(dòng)端止口不著色部分無(wú)規(guī)律，說(shuō)明機(jī)座止口與端蓋止口接觸紊亂；機(jī)座傳動(dòng)端止口不著色部分較明亮，說(shuō)明機(jī)座止口與端蓋止口過(guò)盈較大?？傊?，裝配后的非傳動(dòng)端端蓋止口受力不均。

機(jī)座裝配端蓋、轉(zhuǎn)子后，測(cè)量異音非傳動(dòng)端端蓋軸承室，圓柱度變化較大。以某一型號(hào)電機(jī)為例，A.百分表測(cè)非傳動(dòng)端軸承室，徑向圓柱度0.18mm，水平圓柱度0.02mm，橢圓0.15mm；B.內(nèi)徑千分尺復(fù)測(cè)該軸承室，徑向圓柱度0.16mm，水平圓柱度0.01mm，橢圓0.17mm；C.內(nèi)徑千分尺復(fù)測(cè)抽出轉(zhuǎn)子后的該軸承室，徑向圓柱度0.015mm，水平圓柱度0.04mm，橢圓0.15mm。三種測(cè)量方法結(jié)果相近，說(shuō)明機(jī)座非傳動(dòng)端止口橢圓引起非傳動(dòng)端端蓋軸承室變形。

2.3 傳動(dòng)端端蓋結(jié)構(gòu)造成傳動(dòng)端端蓋軸承室變形

機(jī)加工心理影響，機(jī)座止口偏下差，端蓋止口偏上差，二者0.002mm～0.22mm過(guò)盈偏向上限，裝配后的傳動(dòng)端端蓋軸承室變形。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量20臺(tái)機(jī)座裝配傳動(dòng)端端蓋，觀察傳動(dòng)端端蓋軸承室變化。測(cè)量軸承室外側(cè)，徑向大、水平??；測(cè)量軸承室內(nèi)側(cè)，徑向小、水平大；測(cè)量軸承室內(nèi)、外側(cè)，徑向相差0.02mm～0.1mm，水平相差0.02mm～0.14mm。

3 采取措施

消除軸承異音，就是要減小引起自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)的激發(fā)力,加大引起振動(dòng)的組件的阻力,改變結(jié)構(gòu)的剛度的臨界頻率。

3.1 工序提升

3.1.1 限制機(jī)座在退火爐中放置位置、數(shù)量，嚴(yán)格控制機(jī)座熱處理時(shí)間、溫度，讓機(jī)座受熱、冷卻均勻，徹底消除其焊接應(yīng)力。

3.1.2 細(xì)化機(jī)座粗加工、精加工的工藝參數(shù)，確保粗加工與精加工間的24小時(shí)以上自然時(shí)效，去除粗加工殘余應(yīng)力。

3.1.3 細(xì)化工藝和可視化裝配工藝，將優(yōu)秀的裝配方法匯集成案例，對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，提高整體素質(zhì)。

3.2 電機(jī)結(jié)構(gòu)提高

傳動(dòng)端端蓋止口與軸承室不處于同一個(gè)截面，減少其裝配過(guò)盈量，提高其材料強(qiáng)度為鑄鋼。同時(shí)去消傳動(dòng)端端蓋與外軸承蓋間墊片。

3.3 定期檢測(cè)端蓋、軸承蓋、機(jī)座的止口、軸承室、端面的形位公差。

3.4 制定軸承異音工藝標(biāo)準(zhǔn)

符合下列所有條件，不作為軸承異音考核。

3.4.1 符合用戶提出的油田交流異步電動(dòng)機(jī)軸承異音個(gè)性化要求。

3.4.2 符合技術(shù)條件、試驗(yàn)大綱對(duì)電機(jī)軸承溫升、振動(dòng)、噪聲試驗(yàn)的要求。

3.4.3 符合轉(zhuǎn)軸加工、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、轉(zhuǎn)子軸伸徑向跳動(dòng)量的要求。

3.4.4 符合機(jī)座焊接、熱處理、加工的要求。

3.4.5 符合電機(jī)總裝軸承油隙、端面跳動(dòng)量的要求。

3.4.6 符合電機(jī)放置平穩(wěn)，試驗(yàn)調(diào)節(jié)緩慢，軸承異音不激烈，人的感情可以接受。

4 結(jié)論

通過(guò)采取上述措施，交流電動(dòng)機(jī)軸承異音大幅度下降，減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是軸承異音是一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)工程，也是我國(guó)電機(jī)制造業(yè)慣性問(wèn)題之一，因此油田交流異步電動(dòng)機(jī)軸承異音還需更深入探索。

[1]吳泰,程雪玲,馬硯芳.電機(jī)滾動(dòng)軸承噪聲的分析[J].防爆電機(jī),2012,(06):46-48+56.

[2]趙聯(lián)春.球軸承振動(dòng)的研究[D].浙江大學(xué),2003.