淺析電機軸承異音與預防措施

文/王德國，中車永濟電機有限公司

淺析電機軸承異音與預防措施

文/王德國，中車永濟電機有限公司

軸承異音是電機制造常見地慣性問題之一，它來源于軸承零件偏離理想位置運動產生的振動。本文通過分析交流異步電動機的機座、端蓋等引起的軸承異音，提出了解決軸承異音的措施，提高生產效率和產品質量。為今后更深入地探索軸承異音提供指導。

交流異步電動機;振動;軸承異音;分析;預防措施

引言

電機軸承異音是電機制造企業常見地質量問題之一。由于軸承異音產生機理復雜，又缺少分析、判定軸承異音的儀器和標準，因此該問題一直困擾者電機的生產。特別是交流異步電動機，軸承異音引起的電機返工達10%以上，造成合同延誤、資源浪費，成為生產、工藝、技術、管理的難題。

1 軸承異音產生機理

噪聲是一種不同頻率和不同強度且無規律地組合在一起的聲音，是污染環境的三大公害之一。軸承異音是軸承噪聲的一部分，來源于軸承零件間偏離理想位置的運動而產生振動的聲輻射。電機轉動時，圓柱滾子在軸承內、外圈的滾道間自轉和公轉，避免不了打滑、摩擦、無規則撞擊產生軸承自激振動。同時，電機制造中，存在各種偏差，使得圓柱滾子與內、外圈滾道線接觸產生角度誤差，也會造成軸承偏心和角度誤差而引起振動等。

2 軸承異音產生的主要問題分析

2.1 機座非傳動端止口變形

現場測量機座、前端蓋、后端蓋等各30件，繪成橫坐標為止口直徑和止口圓柱度（略去基準尺寸），縱坐標為尺寸占比的分布圖（見圖一、二、三、四）。相同點：機座、前端蓋、后端蓋的止口直徑及止口圓柱度不呈正態分布，超越控制線；機座止口直徑偏下限。不同點：機座非傳動端止口橢圓占26%；非傳動端端蓋止口偏下限。因此機座非傳動端止口橢圓是主要矛盾。

圖一 機座非傳動端止口

圖二 機座傳動端止口

圖三 非傳動端端蓋止口

圖四 傳動端端蓋止口

2.2 機座非傳動端止口橢圓度引起非傳動端端蓋軸承室變形

機座兩端止口著色，將傳動端、非傳動端端裝配到其內，保持3分鐘后退出端蓋，機座兩端止口著色部分變化很大。機座非傳動端止口不著色部分無規律，說明機座止口與端蓋止口接觸紊亂；機座傳動端止口不著色部分較明亮，說明機座止口與端蓋止口過盈較大。總之，裝配后的非傳動端端蓋止口受力不均。

機座裝配端蓋、轉子后，測量異音非傳動端端蓋軸承室，圓柱度變化較大。以某一型號電機為例，A.百分表測非傳動端軸承室，徑向圓柱度0.18mm，水平圓柱度0.02mm，橢圓0.15mm；B.內徑千分尺復測該軸承室，徑向圓柱度0.16mm，水平圓柱度0.01mm，橢圓0.17mm；C.內徑千分尺復測抽出轉子后的該軸承室，徑向圓柱度0.015mm，水平圓柱度0.04mm，橢圓0.15mm。三種測量方法結果相近，說明機座非傳動端止口橢圓引起非傳動端端蓋軸承室變形。

2.3 傳動端端蓋結構造成傳動端端蓋軸承室變形

機加工心理影響，機座止口偏下差，端蓋止口偏上差，二者0.002mm～0.22mm過盈偏向上限，裝配后的傳動端端蓋軸承室變形。現場測量20臺機座裝配傳動端端蓋，觀察傳動端端蓋軸承室變化。測量軸承室外側，徑向大、水平小；測量軸承室內側，徑向小、水平大；測量軸承室內、外側，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和強迫振動的激發力,加大引起振動的組件的阻力,改變結構的剛度的臨界頻率。

3.1 工序提升

3.1.1 限制機座在退火爐中放置位置、數量，嚴格控制機座熱處理時間、溫度，讓機座受熱、冷卻均勻，徹底消除其焊接應力。

3.1.2 細化機座粗加工、精加工的工藝參數，確保粗加工與精加工間的24小時以上自然時效，去除粗加工殘余應力。

3.1.3 細化工藝和可視化裝配工藝，將優秀的裝配方法匯集成案例，對員工進行培訓，提高整體素質。

3.2 電機結構提高

傳動端端蓋止口與軸承室不處于同一個截面，減少其裝配過盈量，提高其材料強度為鑄鋼。同時去消傳動端端蓋與外軸承蓋間墊片。

3.3 定期檢測端蓋、軸承蓋、機座的止口、軸承室、端面的形位公差。

3.4 制定軸承異音工藝標準

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機軸承異音個性化要求。

3.4.2 符合技術條件、試驗大綱對電機軸承溫升、振動、噪聲試驗的要求。

3.4.3 符合轉軸加工、轉子動平衡、轉子軸伸徑向跳動量的要求。

3.4.4 符合機座焊接、熱處理、加工的要求。

3.4.5 符合電機總裝軸承油隙、端面跳動量的要求。

3.4.6 符合電機放置平穩，試驗調節緩慢，軸承異音不激烈，人的感情可以接受。

4 結論

通過采取上述措施，交流電動機軸承異音大幅度下降，減輕了員工勞動強度，取得較好的經濟效益。但是軸承異音是一個復雜的振動工程，也是我國電機制造業慣性問題之一，因此油田交流異步電動機軸承異音還需更深入探索。

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