淺談如何延長電機壽命

竇丹

摘 要：作為影響電機壽命的重要零部件，軸承首當其沖。下面我就從如何選擇軸承，與軸承匹配的零部件尺寸選用，選用合適潤滑脂，如何安裝軸承方面，分享我的一些經驗。

關鍵詞：軸承受力；粘度比

一、正確選用軸承

首先，確定軸承的受力情況，分解成軸向和徑向力，再進行軸承壽命計算。需滿足轉軸極限轉速，總撓度要求。然后計算出前后軸承壽命。一般壓縮機電機軸承壽命要求大于40000小時，也有選擇大于20000小時的。

對于受力不大的電機，一般使用深溝球軸承即可，但也要進行核算；如果受徑向力大那么多采用圓柱滾子軸承，但圓柱滾子軸承不承受軸向力，一般前端采用圓柱滾子軸承，后端采用深溝球軸承；如果軸向受力大可采用角接觸球軸承，最好采用角接觸球軸承和圓柱滾子軸承，考慮到前端受徑向力大，大都將滾子軸承放在前端。當然采用什么形式的軸承還受到軸承安裝空間，性價比等影響。有的時候還可以變更客戶端受力角度改變軸承受力，從而降低成本。

二、與軸承匹配的零部件尺寸選用

徑向尺寸配合：與軸承圓周上直接接觸的零部件主要是軸和端蓋。軸與軸承內圈的配合要采用過渡配合，因為軸要帶著軸承內圈和滾動體轉動。端蓋軸承室與軸承檔的配合非常重要，在這里我推薦使用端蓋上選H6，軸上選k5，這也是常規電機經常采用的。對于受力較大的電機，我推薦端蓋選用G6，軸上選m5和n5，這也是從事多年電機設計的經驗。

軸向尺寸限定：對于兩端都使用球軸承的電機，要采用一端卡死，一端放松的設計。那端卡死要根據那端受力來定，一般采用前卡死，后放松的設計比較多，因為往往前端是軸伸端，不管是齒輪傳動還是皮帶船用，都承受了大于后端的徑向力，這樣承受的力更加穩定。后端放松的設計，可以采用直接留量，也可以放置波形彈簧進行緩沖的方式。

對于徑向力大的電機，需要使用圓柱滾子軸承，但圓柱滾子軸承只承受徑向力，不承受軸向力，而電機上不可能不能承受一點的軸向力，因此設計的時候往往是一端使用圓柱滾子軸承，一端使用深溝球軸承。這種情況在設計的時候要采用兩端卡死的結構。

三、選用合適潤滑脂

對于封閉軸承，不需要再額外使用潤滑脂，千萬不要自己更換軸承內部油脂。

對于開啟式軸承，要根據電機要求的使用溫度進行選取，選擇的軸承油脂溫度范圍要寬于電機使用溫度。沒有特殊要求的電機符合這一點就可以了。但最好選用大廠家產品，這樣更有保證，特別是使用的是進口軸承。

所選擇的潤滑劑是不是適合這個工況， 能不能實現有效的潤滑， 我們一般是以粘度比κ來衡量的，粘度比太小時無法形成有效的油膜，不能充分潤滑，粘度比太大，油膜太厚，攪拌摩擦較大，發熱量大，軸承溫升比較高。一般推薦粘度比κ值在1～4之間。

對于輕型電機，重點在噪聲和頻譜的電機一般選用低粘度比的潤滑脂κ值越小越好，一般日本傾向于此類設計選用小κ值。對于受力較大，條件比較惡略的情況，往往選用κ值稍大的潤滑脂，這樣的設計雖然影響到電機效率和軸承部位發熱，但是比較耐用。一般德國和美國更傾向于選用大κ值。如果κ值選用大于4那么說明油脂選用的太稠了，可以考慮更換油脂。但是有的時候礙于客戶對注油間隔的限定，往往要選用κ值大一點的油脂。如何選用都是相互制約的，多了解電機使用狀況，多和客戶溝通是能否設計出最優電機的必要因素。

四、如何安裝軸承

軸承安裝的好壞與否，將影響到軸承的精度、壽命和性能。

1.安裝軸承所使用的材料：（1）電機選用的與軸承匹配的軸承潤滑脂。（2）凈化清潔軸承用的清洗劑。

2.安裝軸承的設備和工具：（1）干凈、防塵的工作場地。（2）完好整潔的加脂設備。（3）實用、干凈、防塵的裝油脂，溶劑的各種工具器皿。（4）一次性塑膠手套、尼龍刮板。

3.安裝軸承的操作流程：（1）軸承裝到轉子軸上后，檢查軸承是否被灰塵、油污污染，如有污染必須用專用清洗劑，清洗干凈并讓清洗劑揮發干凈，方可進行下一步的操作。（2）將干凈塑膠手套帶在手上直接裝填潤滑脂，或用干凈的尼龍刮板，裝填油脂，填滿軸承內外圈之間的整個空間。（3）裝填時將油脂從軸承一端推進，在另一端溢出，同時轉動軸承外圈，通過軸承外圈的轉動，帶動珠子和滾道、珠架的相對運動，使油脂通過珠子和滾道、珠架間的縫隙，潤滑到整個滾道和珠子表面，用刮板將溢出的潤滑脂刮平。（4）NU 軸承將內圈套在軸上后，在滾道表面先涂一層潤滑脂，珠子與軸承外圈滾道表面也要涂一層潤滑脂。軸承合體后，再將軸承內外圈之間的空隙用潤滑脂填滿。（5）N 系列軸承；將內圈與珠子套在軸上后，在滾道與珠子表面先涂一層潤滑脂，軸承外圈滾道表面也要涂一層潤滑脂。軸承合體后，再將軸承內外圈之間的空隙用潤滑脂填滿。

4.軸承潤滑脂添充量。裝滿軸承內外圈之間內空全部空間。內、外小蓋潤滑脂添充量（1）普通結構內、外小蓋填充潤滑脂約為軸承加脂量的35%～50%，應留有合理的空間。（2）NU 軸承，內、外小蓋均加脂，填充潤滑脂量約為軸承加脂量的50%。（3）角接觸軸承加脂量與深溝球軸承加脂量相同。（4）端蓋與外小蓋一體結構的軸承室，軸承室一般不加脂，內小蓋加脂50%。（5）單封軸承單封側小蓋不加脂。（6）加波型簧或有注油結構的小蓋，增加小蓋加脂量的1/2。（7）有注油管或注油孔的端蓋，將注油管、油孔清理干凈，然后注滿干凈的潤滑脂。

5.安裝好后的檢查。（1）裝配完后用手轉動轉軸、觀察其旋轉的穩定性及靈活性，應平穩、無摩擦、無磕拌、無雜音。（2）電機裝好后，通電測試，運轉平穩，軸承無其它機械雜聲。

注意事項：（1）加潤滑脂所用器皿、工具必須保證清潔。（2）不得直接用不干凈的手、工具、器皿接觸潤滑脂，必須保持手的清潔度或戴上一次性干凈的塑膠手套，方可進行添加潤滑脂的操作。（3）接觸潤滑脂的器皿、工具、軸承在不用時，必須用干凈的塑料布包裹遮蓋，開封的潤滑脂桶不用時及時蓋上蓋、防止灰塵污染。（4）潤滑脂要妥善保管，防止任何雜物污染潤滑脂。（5）潤滑脂添加操作過程，嚴防潤滑脂污染電機其它部位。軸承內外空間、內外小蓋內部空間、端蓋軸承室、轉軸軸承位允許有潤滑脂，其它任何部位不允許有潤滑脂。（6）潤滑脂桶開蓋后，如有油析出，必須用干凈尼龍刮板充分攪拌均勻后再使用。