1. 概述
SIMOTICS 1LE0系列电动机通常使用三款电机轴承,分别是深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触轴承,此三款轴承均属于滚动轴承范畴。电机轴承是电机构成的重要组成部分,作为支撑部件支撑着电机主轴,使电机转子可以平稳的旋转。1.1 轴承功能
异步电机使用两个电机轴承,完成转子轴支撑及降低其运动过程中的摩擦系数,具有轴向固定功能的轴承,叫做定位轴承,其承载固定转子轴的轴向和径向力。具有轴向浮动功能的轴承,叫做浮动轴承,用于承受电机热膨胀及径向力。西门子电机通常按功率配备轴承类型,装配的是油脂润滑的滚动轴承。
· 轴高 250 及以下的电机,标准配备的是持久润滑的轴承,即密封轴承。
· 轴高 280 及以上的电机,轴承可以采用补充润滑的轴承,即再润滑轴承。
<图1-1 电机构成>
1.2 轴承的组成
轴承通常由外圈、保持架、滚动体、内圈,以及润滑剂和密封圈等部件组成;· 外圈:通常与轴承座或机械壳体配合,完成支撑功能。· 保持架:将滚动体均匀分开,使滚动体在轨道上正常运动。· 滚动体:借助保持架均匀分布在内/外圈之间,用于支撑和滚动运转。· 内圈:通常与轴紧密配合,与轴一起旋转。· 润滑剂:降低轴承组件之间的摩擦,冷却散热,以及防尘防潮、阻断高频电流。· 密封圈:避免漏油、防止灰尘进入。<图1-2 轴承构成>
1.3 轴承的特点
深沟球轴承的特点:摩擦阻力小,极限转速高,对冲击和震动不太敏感,主要承受径向载荷。<图1-3 深沟球轴承>
角接触轴承的特点:摩擦阻力小,极限转速高,对冲击和震动不太敏感可承受径向和轴向载荷。<图1-4 角接触轴承>
圆柱滚子轴承的特点:高径向载荷能力,对欠载负荷敏感,对冲击和震动敏感。<图1-5 圆柱滚子轴承>
1.4 轴承的寿命
标称寿命:在手册规定的条件下运行,90%甚至更高比例的轴承可达到标称寿命。例如,环境温度40ºC,50Hz以下水平安装电机,且不受到轴向力的时候,寿命至少达到40000小时。在承受Zui大容许负载情况下也至少有20000小时。非正常使用下,会缩短轴承寿命。影响因素:应用领域、轴承载荷、运行条件、转速以及润滑脂寿命。当出现以下情况,轴承寿命会减少:· 高于额定速度运行时,电机振动增大,轴承受到额外的径向力和轴向力,导致其寿命减少;· 环境或设备等因素引起电机振动加大时,轴承也会受到额外的径向力和轴向力,导致其寿命减少;· 环境温度每升高 10ºC,润滑脂寿命以及再润滑时间缩短一半,导致轴承寿命减少。1.5 润滑脂寿命和再润滑周期
持久润滑轴承:润滑脂寿命与轴承寿命相当,要求电机严格按照样本规定的技术数据运行。再润滑型轴承:轴承寿命可以延长,定期更换润滑脂补偿不利因素,诸如温度、安装条件、转速、轴承规格和机械载荷造成的影响。<图1-6 润滑脂更换周期>
注:针对水平安装的电动机。
1.6 轴承悬臂力
电机的滚动轴承都有一定的径向力承受能力,下图为1LE0电机轴承悬臂力。<图1-7 轴承悬臂力>
<图1-8 皮带轮应用>
有些应用对轴承承受的悬臂力有要求,例如皮带轮应用。这就需要根据机械负载数据,通过上面的计算公式,计算出轴承承受的悬臂力,计算出的悬臂力必须在手册给出的悬臂力范围内,它不得超过“X”处对应的FQ 值,如果增强悬臂力轴承也无法满足要求,可以选择更大直径的皮带轮。