电机端盖与轴承设计

电机端盖与滚动轴承选用设计
2016.09.25
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1.设计前需要考虑的 1.1 作用 1.2 材料 1.3 结构 1.4 加工工艺性 1.5 其他附属部件
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+1.1.1 支撑作用，用来支撑整个回转部件； +1.1.2 密封作用；
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+ 一般对于结构简单，外围尺寸不大的端盖建议 选择板材；（钢板B-20/Q345B）
+
实际经验显示，外观相同的轴承在同样条件下运行时，各自的使用寿命大不
相同。因此更清楚的“寿命”定义对轴承尺寸的计算是必不可少的。轴承厂家提供
的所有额定动载荷数据是根据某一组外观相同、数量足够大的轴承得出的，其中
90%可达到或超过预计的寿命值。
+
还有其他几种轴承寿命。其中一种就是大家常说的“使用寿命”，表示轴承
在实际运行条件下出现失效前的实际寿命。请注意。单个轴承的寿命只能以统计学
的方式予以预计。寿命计算仅适用于轴承总体以及一定程度的可靠性，即90%，而
且轴承现场损坏故障一般不是由于金属疲劳造成的，在更多的情况下是由于污染杂
质、磨损、倾斜、腐蚀或由于保持架损坏、润滑或密封失效损坏部件故障引起的。
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+
使用寿命计算方程式来选择轴承，根据GB/T6391-
运行温度显著下降，说明油脂已在轴承室中均布分布。
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+
密封的目的是防止杂质进入轴承内部。外
部密封件必须能防止介质在固定和转动表面之
间移动（轴承座和轴之间）。
+
密封有几种类型：
- 同固定表面接触的密封
- 同滑动表面接触的密封
- 无接触密封
- 膜和薄膜
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+
同固定表面接触的密封称为静态密封，其有效性取决与安装后其横截面的径向
+ 对于只承受轴向载荷的推力轴承，其当量动载荷的计算公式为P： Fa
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+
当我们在通过计算轴承的载荷来验证轴承选型的正确与否，接下来需要做的
就是计算轴承的寿命，从而再次验证上述选型的正确性。
+
滚动轴承的寿命定义为：轴承在轴承圈或滚动体上出现最初的金属疲劳迹象
（剥落或缺损）前能够运行承受的转数或一定速度下的工作运行小时数。
通常在固定+游动的组合中轴承的选择都是固定端配一个深沟球和一 个滚子轴承，游动端配一个滚子轴承。
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+ 首先我们需要确定的是转轴的最小轴颈，通过此值来确定轴承内圈的尺寸，进 而再确定轴承其他的基本参数。
序号 1 2 3 4 5
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名称 内径 外径 宽度 基本额定动负荷 基本额定静负荷
极限转速
代号 d D B C Cr 无
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+
轴承的基本额定动载荷C是在假定的运转条件下确定的。其中载荷条件是：向心轴承仅承
受纯径向载荷；推力轴承仅承受纯轴向自载荷。实际上，轴承在大多数应用场合，常常同时承
受径向载荷和轴向载荷，因此，在进行轴承计算时，必须把实际载荷转换为与确定额定动载荷
条件像一只的当量动载荷。当量动载荷的一般计算公式为：
2003/ISO 281:1990的轴承基本额定寿命公式如下：
L10 (C / P)
如果速度是恒定的，通常较为可取的方法是用工作小时数来表 示计算寿命，用方程式：
L10h 106 L10 (60n)
其中： C--------基本额定动负荷，KN P---------当量动负荷，KN； n---------旋转速度，r/min;
ε-------寿命计算指数（球轴承为3，滚子轴承为10/3）
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+
滚动轴承要可靠运行，必须充分润滑以防止滚动体、滚道和保持架之间的
金属直接接触。润滑剂还可抑制磨损并保护轴承表面不受腐蚀。因此，为轴承选择 合适的润滑剂和润滑方Байду номын сангаас，以及进行正确的维护方法显得十分重要。
+
滚动轴承的润滑分为润滑脂和润滑油，此外还可采用固体润滑剂。
P XFr YFa
+ 式中： P--------当量动载荷，N；
+
Fr ------径向载荷，N；
+
Fa ------轴向载荷，N；
+
X--------径向动载荷系数；
+
Y--------轴向动载荷系数。（通常X和Y值都可以在各厂家的轴承手册中查到）
+ 对于只承受径向载荷的滚子轴承，其当量动载荷的计算公式为P： Fr
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+ 滚动轴承支撑方案有以下三种： + ① 固定+固定的组合； + ② 游动+游动的组合； + ③ 固定+游动的组合； + 目前电机中常用的支撑型式是
固定+游动的组合。
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固定-游动支撑是指在轴的一个支撑端使轴承与轴及外壳孔的位置相对 固定（固定端），以实现轴在该方向上的轴向定位。而轴的另一个支撑端， 使轴承与轴或外壳孔间可以相对移动（游动端），以补偿轴因热变形及制 造安装误差所引起的长度变化。
或轴向变形。密封垫（图43）和O型圈（图44）是静态密封的典型例子。
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同滑动表面接触的密封称为动态密封，用来密封在直线或 圆周方向上相互移动的机器部件的通道。这些动态密封件要 保持润滑剂、排除杂质、分离不同介质并承受压差。最常见 的密封件是径向轴密封件（图45）。
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+
无接触径向密封是靠一个狭窄而相对较长间隙来发挥密封作用
+ 结构复杂的端盖建议选择铸件。（ZG230~450）
3
+
在设计端盖的时候
必须要保证足够的刚度和
强度，除了要注意端盖的
最小厚度，还要合理的设
计加强筋结构和位置。
4
+ 在设计端盖的时候一定要考虑最经 济的加工工艺性。合理设计关键部位的加 工公差和表面光洁度。
5
+ 在设计端盖的时候，还需要考虑端盖的密封、 起吊、防松及拆装等措施。
+
油脂同润滑油相比，优点是更容易保留在轴承配置中，尤其当轴处于倾斜或
垂直状态时。而且油脂还能防止杂质、潮气或水分的侵入。
+
过量的油脂会引起轴承内运行温度急速升高，特别是在高速运行时。作为一
般原则，启动时只应让轴承完全涂满油脂，而轴承座的自由空间应部分涂上油脂。
全速运行前，必须允许轴承中过量的油脂在磨合期沉淀下来或溢出。磨合期结束时，
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+ 为了设计滚动轴承配置，需要 + ----选择合适的支撑类型； + ----选择合适的轴承种类； + ----决定适当的轴承尺寸； + 但这还不够，还需要考虑其它几个方面 + ----轴承配置中其它部件的适当形式和设计； + ----正确的配合和轴承的内部游隙或预载荷； + ----固定装置； + ----适当的密封件； + ----润滑剂的种类和剂量； + ----安装和拆除方法等。