龔三元

（湖南聯(lián)誠軌道裝備有限公司，湖南 株洲 412001）

電機制造業(yè)中，電機軸承異音是比較常見的質(zhì)量問題。因電機軸承產(chǎn)生異音原理十分復(fù)雜，由于缺乏相應(yīng)的儀器和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來具體檢測和分析軸承異音出現(xiàn)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(dá)10%甚至更多，造成工期延誤和資源浪費問題，是電機生產(chǎn)過程中的難題。

1 電機軸承產(chǎn)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(guī)律的狀態(tài)組合的聲音，這種聲音對于環(huán)境污染是屬于公害污染之一。軸承中產(chǎn)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(chǎn)生。電機滾動軸承經(jīng)常會出現(xiàn)異常振動，引發(fā)噪聲，已經(jīng)成為考核設(shè)備電機是否符合正常工作狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)之一。正常電機轉(zhuǎn)動是指在軸承內(nèi)圈和外圈的軌道中，按照相應(yīng)規(guī)律轉(zhuǎn)動，而不是因種種原因造成地出現(xiàn)了打滑或者摩擦，軸承在被無規(guī)則撞擊后產(chǎn)生振動。在電機制造時，很容易出現(xiàn)偏差，這就使其再與滾道接觸后的運行軌道產(chǎn)生誤差，因角度誤差軸承就會出現(xiàn)偏心引起振動。

1.2 軸承異音產(chǎn)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(yīng)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(nèi)圈和兩側(cè)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(zhuǎn)時速度很快，但軸承是有間隙的，在受力點發(fā)生改變，運動軌跡也發(fā)生改變。

1.2.2 有異物侵入

軸承雖未經(jīng)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?xí)r摩擦力因異物而增大，產(chǎn)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(fù)載平穩(wěn)，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(xiàn)膨脹，圓柱滾子運行軌跡發(fā)生改變，出現(xiàn)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(fā)生沖擊，這種沖擊脈沖并不是低頻的，而是高頻的，相對于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值來說，高頻干擾參數(shù)略高。深溝運行時滾道較多接觸，高頻沖擊產(chǎn)生，導(dǎo)致電機設(shè)備異響。軸承在經(jīng)過清洗后未進(jìn)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(fēng)干出現(xiàn)雜音。

2 軸承異音預(yù)防措施

消除和預(yù)防軸承異音，可以采用以下幾種措施。

2.1 提高員工素質(zhì)，細(xì)化裝配工藝

游隙公差分配至外、內(nèi)溝道以及鋼球直徑上，并嚴(yán)格遵照分配后的尺寸偏差度控制；合套方式實現(xiàn)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(jù)，進(jìn)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(xì)化裝配工藝，選取和吸收優(yōu)秀加工裝配方法，形成優(yōu)秀案例集，對所有員工進(jìn)行裝配工藝培訓(xùn)；定期邀請專家舉辦專項講座或者召開培訓(xùn)會，組織所有員工積極參與，提高員工的整體素質(zhì)。

2.2 優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)

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(guī)范要求；公差帶選用時要謹(jǐn)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(jù)軸承工作時載荷與溫度變化造成的游隙變化，預(yù)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(yù)防軸承受熱變形問題。需要注意的是，對軸承進(jìn)行安裝時，要注意軸承結(jié)構(gòu)、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(guān)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(zhì)量的主要因素之一，所以應(yīng)嚴(yán)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(yán)格控制軸承質(zhì)量

控制軸承質(zhì)量就要求在軸承原材選用時嚴(yán)格控制。在軸承選用時，全部采用進(jìn)口NSK、SKF軸承；在軸承入場后，對軸承進(jìn)行入廠檢驗，百分之百檢測軸承的噪音指標(biāo)。檢測儀器可選用AO910檢測儀，如果音質(zhì)好且表針穩(wěn)定，則說明軸承內(nèi)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(yè)檢測儀，可使檢測精度提高。當(dāng)然，不同類型的軸承可采用不同的檢測方法。

2.6 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)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(yán)格，所以首先要注意的是出現(xiàn)不合格品問題。轉(zhuǎn)軸軸承檔的磨削加工方式，由原來單獨在鑄鋁轉(zhuǎn)子套軸前調(diào)整到套軸及轉(zhuǎn)子外圓加工后進(jìn)行；砂輪接桿和軸選擇要嚴(yán)格，必須保證剛性和尺寸都符合規(guī)范要求，各個參數(shù)必須合理，自銳性、磨粒度、硬度等；金剛石筆角度要及時調(diào)整，保持磨具工作狀態(tài)；磨光時間的設(shè)置要嚴(yán)格遵守《作業(yè)指導(dǎo)書》的規(guī)定，如有必要，需調(diào)整磨光時間。

2.7 防止裝配異物侵入

在電機軸承進(jìn)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(jìn)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(xì)節(jié)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(jié)語

電機軸承產(chǎn)生異音原理十分復(fù)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(dǎo)致電機軸承異音，因此提升加工工序、改善電機結(jié)構(gòu)、改變軸承安裝方法、控制端蓋軸承室尺寸、嚴(yán)格控制軸承質(zhì)量、轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)軸軸承檔的磨削加工方式、防止轉(zhuǎn)配異物侵入等方法都是預(yù)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(jié)約電機制造成本，取得良好的效益回報。

[1]張晉芳． 中小型電機維修過程中軸承噪聲及振動的控制[J]． 城市建設(shè)理論研究:電子版, 2015(18):00227-00227．

[2]孫常海, 陳建平, 趙春曉． 主軸軸承安裝量規(guī)設(shè)計與游隙調(diào)整方法研究[J]． 裝備制造技術(shù), 2015(1):98-100．

[3]陸燕君, 石江, 楊振中． 牽引電機端蓋軸承室的加工方式選取探討 [J]． 技術(shù)與市場 , 2016, 23(6):58-61．

[4]羅紅, 焦彩霞． 軸承內(nèi)徑磨削的質(zhì)量控制[J]． 哈爾濱軸承,2017, 38(2):38-39．