淺析電機軸承異音與預防措施

龔三元

（湖南聯誠軌道裝備有限公司，湖南 株洲 412001）

電機制造業中，電機軸承異音是比較常見的質量問題。因電機軸承產生異音原理十分復雜，由于缺乏相應的儀器和規范標準來具體檢測和分析軸承異音出現的原因，這是一直困擾著電機制造商。以異步交流電機為例，因軸承異音而造成電機返工率達10%甚至更多，造成工期延誤和資源浪費問題，是電機生產過程中的難題。

1 電機軸承產生異音原因

1.1 軸承異音

所謂噪聲，就是頻率不同、強度不同且以無規律的狀態組合的聲音，這種聲音對于環境污染是屬于公害污染之一。軸承中產生的這種聲音就是軸承異音中的一部分，也稱軸承噪聲，噪聲因軸承零件運動時未按照理想位置運行造成電機振動而產生。電機滾動軸承經常會出現異常振動，引發噪聲，已經成為考核設備電機是否符合正常工作狀態的標準之一。正常電機轉動是指在軸承內圈和外圈的軌道中，按照相應規律轉動，而不是因種種原因造成地出現了打滑或者摩擦，軸承在被無規則撞擊后產生振動。在電機制造時，很容易出現偏差，這就使其再與滾道接觸后的運行軌道產生誤差，因角度誤差軸承就會出現偏心引起振動。

1.2 軸承異音產生原因分析

1.2.1 軸承本身運行特點

電動機如使用的深溝球軸承，此類軸承主要應用在承受載荷，包括軸向和徑向載荷。如是純徑向載荷，其接觸角是零。此類軸承運行時，在軸承內圈和兩側均有擋邊，但在外圈并無擋邊支撐，因此軸承允許相對軸呈雙向位移，而軸承可以承受一定范圍壓力后伸長。同時相對于深溝球類軸承來說軸承的間隙偏大，軸承受力形是固定的，相對于深溝球軸承來說點受力較好。軸承的運動軌跡為橢圓形，軸承呈橢圓形運行時，軌跡著力點不同且受力也不同；下部是軸承主要受力點，相對于深溝柱軸承來說，其受力點是直線形，在軸承的運轉時速度很快，但軸承是有間隙的，在受力點發生改變，運動軌跡也發生改變。

1.2.2 有異物侵入

軸承雖未經使用，但在軸承包裝拆除后，在外裸放太久，異物侵入后軸承滾動體和滾道摩擦時摩擦力因異物而增大，產生噪聲。

1.2.3 軸承膨脹

在電動機運行時是受軸向力的，拖動時負載平穩，一般來說深溝由前軸承改換為深溝球軸承，而軸承之間間隙一般為C3，運行要求基本可以滿足。在軸承受熱后軸承溫度過高出現膨脹，圓柱滾子運行軌跡發生改變，出現噪聲。

1.2.4 軸承滾動體表面粗糙

軸承滾動體微觀表曲并不是平滑的，相對比較粗糙，滾動體也是粗糙的，摩擦力滾動體運動時會發生沖擊，這種沖擊脈沖并不是低頻的，而是高頻的，相對于標準參數值來說，高頻干擾參數略高。深溝運行時滾道較多接觸，高頻沖擊產生，導致電機設備異響。軸承在經過清洗后未進行裝配之前，如果噪音大，未加潤滑劑也是一個重要的原因，同時要防止時間過久、防銹油被風干出現雜音。

2 軸承異音預防措施

消除和預防軸承異音，可以采用以下幾種措施。

2.1 提高員工素質，細化裝配工藝

游隙公差分配至外、內溝道以及鋼球直徑上，并嚴格遵照分配后的尺寸偏差度控制；合套方式實現全互換或分組互換，以解決以人工合套方式所帶來的問題。以軸承6310為例，可加工套圈，以外溝道的直徑尺寸偏差為依據，進行鋼球直徑尺寸選擇，裝配時鋼球和外溝道以按照其直徑尺寸偏差選配；細化裝配工藝，選取和吸收優秀加工裝配方法，形成優秀案例集，對所有員工進行裝配工藝培訓；定期邀請專家舉辦專項講座或者召開培訓會，組織所有員工積極參與，提高員工的整體素質。

2.2 優化電機結構

軸承室和傳動端的端蓋止口并不在同一截面上，在裝配過程中，要減少材料過盈量。在材料選用上，也要注意材料強度，由普通材料改為鑄鋼材料；在墊片的選擇上，也要酌量選擇，適時去除。在電機自由端均采取加裝波形彈墊，控制活動端軸承活動量在合理范圍。電機游隙要控制，必須符合規范要求；公差帶選用時要謹慎，同時提高計算精度，確保溝道減小損傷。

2.3 改變軸承安裝方法

根據軸承工作時載荷與溫度變化造成的游隙變化，預留補償量，確定合適的安裝游隙。軸承安裝時，一般采用熱壓的方法，改變軸承安裝方法，軸承安裝從原來的熱壓改為用專用壓力機冷壓的方法，這種方法能夠很好地預防軸承受熱變形問題。需要注意的是，對軸承進行安裝時，要注意軸承結構、軸承配件尺寸，和各部件配合方式確定安裝方法，壓力不能用直接作用于滾動體的方式，而是將壓力直接加之于套圈端面且只能是配合緊的套圈端面。

2.4 控制端蓋軸承室尺寸

端蓋是牽引電機的關鍵部件,其軸承室的尺寸精度、表面粗糙度要求相對較高。蓋軸承室的尺寸是影響電機質量的主要因素之一，所以應嚴格控制端蓋軸承室尺寸，縮小公差。端蓋軸承室的制作工藝采用滾壓工藝提高表面粗糙度。

2.5 嚴格控制軸承質量

控制軸承質量就要求在軸承原材選用時嚴格控制。在軸承選用時，全部采用進口NSK、SKF軸承；在軸承入場后，對軸承進行入廠檢驗，百分之百檢測軸承的噪音指標。檢測儀器可選用AO910檢測儀，如果音質好且表針穩定，則說明軸承內清潔度好且防銹油、潤滑劑中無機械顆粒；溝道尺寸檢測可采用D022或D023等專業檢測儀，可使檢測精度提高。當然，不同類型的軸承可采用不同的檢測方法。

2.6 轉變轉軸軸承檔的磨削加工方式

由于對軸承尺寸精度和幾何精度的要求非常嚴格，所以首先要注意的是出現不合格品問題。轉軸軸承檔的磨削加工方式，由原來單獨在鑄鋁轉子套軸前調整到套軸及轉子外圓加工后進行；砂輪接桿和軸選擇要嚴格，必須保證剛性和尺寸都符合規范要求，各個參數必須合理，自銳性、磨粒度、硬度等；金剛石筆角度要及時調整，保持磨具工作狀態；磨光時間的設置要嚴格遵守《作業指導書》的規定，如有必要，需調整磨光時間。

2.7 防止裝配異物侵入

在電機軸承進行裝配時，防止裝配時異物侵入十分重要。裝配間采用無塵室，同時端蓋油蓋裝配前一律清洗，有效防止灰塵鐵屑等污物進入軸承里面；軸承安裝配件法蘭盤要安裝防塵圈并用橡膠封好，防塵效果更好。法蘭盤細節如圖1所示。

1.定位螺孔 2.軸承外套止推面 3.油封槽 4.防塵圈槽

3 結語

電機軸承產生異音原理十分復雜，軸承本身運行特點、有異物侵入、軸承膨脹軸承、滾動體表面粗糙等原因都會導致電機軸承異音，因此提升加工工序、改善電機結構、改變軸承安裝方法、控制端蓋軸承室尺寸、嚴格控制軸承質量、轉變轉軸軸承檔的磨削加工方式、防止轉配異物侵入等方法都是預防和解決電機異音的有效措施。以上措施能夠使電機軸承異音率下降的同時，也能節約電機制造成本，取得良好的效益回報。

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