最近有工程師提問微電機軸承選型的困惑:進行軸承壽命校核計算,結(jié)果都超過一百萬小時。這樣的話軸承的選型壽命校核計算就沒有意義了。而且對于微電機或者說分馬力電機,軸承的選型應該有哪些注意事項呢?
這并不是一個個案,去年我為廣東一個家電集團做電機應用技術(shù)顧問項目的時候,也遇到相同的問題,普通中小型電機的選型原則在這類小電機中變得“似乎有點問題”。如果對電機軸承應用技術(shù)有足夠的認識的話,這些問題本質(zhì)上是一致的。
鑒于工程師們普遍存在的這樣的疑惑,我們梳理一下微電機軸承選型要點。
一、總體原則
總體上,微電機軸承選型依然需要滿足如下一些基本原則:
第一、 軸承尺寸滿足設備選擇的基本要求
第二、 軸承運行壽命達到預期
第三、 滿足設備的噪聲要求。
二、下面我們針對微電機與普通工業(yè)電機的不同,在這幾個方面進行介紹
1、軸承尺寸需要滿足設備選擇的要求
微電機一般用在家用電器、機器人等領域,有時候是普通三相電機、單相電機或者是伺服電機。由于設計設備時候有一定的尺寸要求,因此軸承外形尺寸往往受限。同時,由于軸承尺寸與設備尺寸的設計所限,有時候在考慮軸承尺寸的時候也要考慮系統(tǒng)的剛度等。
比如常見的一個問題,由于尺寸非常有限,而軸承體積很小,貌似受力不大,有時候就會選用非常薄壁的軸承室進行支撐。在選擇軸承支撐的時候,除了考慮強度以外,支撐的撓性變形也需要考慮進去,避免影響的使用。(在微電機中,很多時候這些問題最后都是從軸承噪聲上表現(xiàn)出來的。)
2、滿足軸承壽命預期
在一般的工業(yè)電機中,壽命計算,往往是以疲勞作為判斷的依據(jù)。因此,壽命計算都是在校核軸承的基本額定疲勞壽命。
但是在微電機領域,電機軸受力都很小,軸承受力也很小;因此,軸承的運行壽命幾乎很難出現(xiàn)達不到理論計算壽命的情況。那也不是說軸承就能無限的運行下去,如果足夠了解軸承的應用技術(shù),就會了解,軸承的壽命校核,除了軸承的基本額定疲勞壽命,還要考慮其他因素。
首先,軸承的最小負荷。對于滾動軸承而言,軸承正常運行所需要的最小負荷如果不能滿足,軸承會因為滑動摩擦太多而提早失效。因此,校核軸承的最小負荷是非常必要的。
第二,軸承的潤滑壽命。上面說過,在微電機中,軸承基本不會運行到疲勞失效,但是很容易由于潤滑不當出現(xiàn)磨損,而導致失效。因此,考慮軸承的潤滑,包括潤滑的選擇和潤滑壽命的計算,也是非常必要的。