電機設計人員的必備技能

前言

第一章電機軸承基礎(chǔ)知識1

第一節(jié)滾動軸承的分類及基本結(jié)構(gòu)1

一、滾動軸承的分類1

二、基本結(jié)構(gòu)、組成軸承的部件及各部位的名稱4

第二節(jié)滾動軸承代號6

一、代號的三個部分名稱及包含的內(nèi)容6

二、基本代號和所包含的內(nèi)容6

三、軸承后置代號及其含義10

四、常用軸承代號速記圖和口訣13

五、幾種電機常用滾動軸承介紹15

第二章電機常用滾動軸承的性能及選擇19

第一節(jié)軸承允許的最高溫度19

一、電機軸承的運行溫度19

二、軸承鋼熱處理尺寸穩(wěn)定溫度20

三、軸承保持架溫度范圍21

四、密封件的溫度范圍21

五、軸承潤滑脂允許的溫度范圍21

六、電機用滾動軸承適用的溫度范圍22

第二節(jié)電機軸承的轉(zhuǎn)速23

一、軸承的熱參考轉(zhuǎn)速23

二、軸承的機械極限轉(zhuǎn)速24

第三節(jié)電機軸承的承載能力29

一、電機軸承承載方向及其分類30

二、根據(jù)接觸角對軸承分類30

三、軸承承載負荷大小的能力選擇31

第四節(jié)電機軸承游隙的選擇31

一、游隙的概念31

二、工作游隙的概念和數(shù)值計算32

三、工作游隙與軸承壽命的關(guān)系33

四、軸承游隙的選擇34

五、電機生產(chǎn)廠遇到的游隙選型典型問題34

第三章電機軸系中的軸承結(jié)構(gòu)配置及選擇35

第一節(jié)電機軸承基本結(jié)構(gòu)配置原理35

一、電機軸承配置的基本概念35

二、電機軸承的承載35

三、電機軸承結(jié)構(gòu)配置的基本形式38

第二節(jié)電機軸承的典型配置方式及分析43

一、臥式安裝電機基本軸承結(jié)構(gòu)布置43

二、立式安裝電機基本軸承結(jié)構(gòu)布置53

三、電機軸承配置快速查詢58

四、一個四軸承結(jié)構(gòu)的磨頭電機配置軸承的選型特殊案例58

第三節(jié)電機軸承配置中的公差配合選擇59

一、電機軸承及相關(guān)部件公差配合（尺寸公差）選擇的原理和原則59

二、電機軸及軸承室的形狀位置公差63

第四節(jié)電機軸承基本尺寸的選擇（軸承承載能力校核）64

一、軸承尺寸的選擇65

二、電機軸承疲勞壽命計算——電機

軸承尺寸選擇的下限校核68

三、軸承尺寸選擇校核小結(jié)69

四、電機軸承選型小結(jié)69

第四章電機軸承潤滑選擇和應用70

第一節(jié)電機軸承潤滑脂知識簡介70

一、電機軸承潤滑設計概述70

二、潤滑脂的主要性能指標和檢測方法71

三、潤滑的基本原理73

四、電機軸承潤滑與溫度、轉(zhuǎn)速、負荷的關(guān)系77

五、不同成分潤滑脂的兼容性78

第二節(jié)電機滾動軸承潤滑脂的選擇和應用79

一、電機軸承潤滑脂的選擇79

二、基礎(chǔ)油黏度選擇80

三、極壓添加劑的使用81

四、油脂黏度的選擇82

五、其他一些工況82

第三節(jié)電機軸承油路及潤滑設計82

一、油路設計82

二、軸承的初次潤滑85

三、軸承的運行中補充潤滑的時間間隔89

四、再潤滑時油脂的添加量以及添加方法93

五、用經(jīng)驗曲線獲得更換油脂的時間間隔94

第五章滾動軸承壽命計算95

第一節(jié)概述95

一、軸承壽命的定義和相關(guān)理論95

二、L10 壽命的概念96

三、滾動軸承疲勞壽命應用的限制及原則96

第二節(jié)軸承壽命的計算方法98

一、滾動軸承壽命計算基本方法98

二、滾動軸承壽命計算實例103

三、總結(jié)104

第六章滾動軸承的裝配和拆卸工藝105

第一節(jié)滾動軸承的裝配工藝105

一、裝配前的準備工作105

二、裝配工藝107

三、裝配后的初步檢查114

第二節(jié)滾動軸承的密封115

一、自帶密封115

二、外加密封115

第三節(jié)滾動軸承的拆卸工藝117

一、拆卸工具117

二、拆卸工藝119

第七章電機運行中的軸承噪聲與振動分析121

第一節(jié)電機噪聲相關(guān)知識121

一、噪聲概述121

二、噪聲與振動的定義及其關(guān)系121

第二節(jié)電機軸承噪聲122

一、電機噪聲的基本來源122

二、電機軸承噪聲及其傳播122

三、電機軸承的噪聲簡述123

四、電機軸承正常運行狀態(tài)分析和振動噪聲123

五、軸承的非正常振動和噪聲產(chǎn)生的原因分析129

六、電機軸承的非正常噪聲的處理方法136

七、電機軸承振動和噪聲以及聽感噪聲137

第八章電機軸承維護與狀態(tài)監(jiān)測140

第一節(jié)設備維護基本策略140

一、設備維護的類型140

二、電機軸承維護（狀態(tài)監(jiān)測）與失效分析141

三、電機軸承預防性維護流程142

第二節(jié)電機軸承狀態(tài)監(jiān)測和頻譜分析144

一、電機軸承狀態(tài)監(jiān)測概述144

二、電機軸承振動信號分析（頻譜分析）144

三、電機軸承頻譜分析舉措149

四、電機軸承狀態(tài)監(jiān)測小結(jié)153

第九章電機軸承失效分析154

第一節(jié)電機軸承失效分析概述154

一、電機軸承失效分析的目的154

二、電機軸承失效分析的手段和方法154

三、電機軸承失效分析的依據(jù)155

四、電機軸承失效分析的限制156

五、軸承失效分析的學習與應用157

第二節(jié)電機軸承接觸軌跡分析157

一、軸承接觸軌跡（旋轉(zhuǎn)軌跡）的定義157

二、接觸軌跡分析的意義158

三、電機軸承典型接觸軌跡列舉158

第三節(jié)軸承失效分類介紹164

一、概述164

二、軸承失效類型之一——疲勞165

三、軸承失效類型之二——磨損170

四、軸承失效類型之三——腐蝕173

五、軸承失效類型之四——電蝕178

六、軸承失效類型之五——塑性變形182

七、軸承失效類型之六——斷裂和開裂185

八、軸承失效可能原因速查186

第十章電機軸承在使用前和使用中的檢測188

第一節(jié)滾動軸承游隙和外形尺寸的測量188

一、徑向游隙的測量方法188

二、軸向游隙的簡易測量方法190

三、主要外形尺寸測量191

第二節(jié)滾動軸承振動的測量和標準192

一、測量設備和使用方法192

二、振動值標準194

第三節(jié)電機軸承振動測定方法及限值195

一、測量和考核所用標準195

二、電機振動測量儀器和輔助工裝196

三、振動測定方法199

四、測量結(jié)果的確定200

五、振動限值201

第四節(jié)對運行中電機軸承的檢查202

一、電機軸承運行溫度的測量和限值202

二、軸承噪聲和振動的監(jiān)測206

第五節(jié)對電機絕緣軸承的檢查和軸電壓、軸電流的測定試驗208

一、檢測的目的和范圍208

二、絕緣軸承的絕緣電阻的測量208

三、軸電壓測試方法208

四、軸電流測試方法 209

第十一章電機軸承應用技術(shù)問答61例 210

第一部分電機軸承基礎(chǔ)知識和選用技術(shù)210

一、電機軸承高速是指轉(zhuǎn)速多少？軸承選擇應用需要注意什么？210

二、電機軸承能達到多高的轉(zhuǎn)速？211

三、軸承能承受的最高溫度是多少？212

四、為什么軸承會發(fā)熱？軸承溫度多高算是過熱？212

五、高溫對游隙有什么影響？213

六、對于頻繁加、減速的電機，軸承選擇需要注意什么？213

七、軸承精度越高越好嗎？214

八、立式電機應該如何選擇軸承？214

九、拖動帶輪的電機軸伸端選用深溝球軸承是否合適？214

十、電機的功率越大，選擇的軸承就越大嗎？214

十一、重負荷電機的軸承選擇有哪些注意事項？215

十二、電機軸承選型過程中有哪些經(jīng)濟性考慮？215

十三、不同品牌的軸承C值越大其軸承壽命越長嗎？216

十四、使用了絕緣軸承就可以避免軸承電蝕嗎？216

十五、可以用深溝球軸承替代圓柱滾子軸承嗎？217

十六、軸承是怎么潤滑的？選擇潤滑脂還是潤滑油？217

十七、為什么那么薄的潤滑油膜可以將滾動體和滾道分隔開？217

十八、2號脂和3號脂之間怎么選擇？它們的潤滑效果一樣嗎？217

十九、如果一臺電機已經(jīng)被存放多年，還可以使用嗎？218

二十、如何確定軸承外圈與軸承室的配合 ？218

二十一、振動電機所用軸承的選型、安裝和維護有哪些要求？218

二十二、怎樣選擇軸承的保持架和密封件？219

二十三、電機軸承與軸及軸承室的尺寸配合原則是怎樣的？219

二十四、如何選擇軸承游隙以及軸承與軸和孔的公差？221

二十五、如何確定小功率電機和外轉(zhuǎn)子風扇電機軸承與軸和孔的配合？222

二十六、既有軸向力又有徑向力時，如何選擇軸承？223

二十七、要求保證20000h以上的軸承噪聲壽命，應對軸承生產(chǎn)廠家提出哪些技術(shù)要求？223

二十八、軸承在貯存期間應注意哪些事項？223

二十九、庫存軸承需要進行防銹處理嗎？224

第二部分電機軸承使用技術(shù)

三十、新軸承在安裝之前需要進行清洗嗎？224

三十一、怎樣清洗新的軸承？225

三十二、電機出廠試驗時是帶載運行好，還是不帶載運行好？225

三十三、密封軸承需要補充潤滑脂嗎？226

三十四、一臺電機中不同類型的軸承再潤滑時間間隔不同該怎么辦？226

三十五、電機軸承預負荷怎么加？226

三十六、電機軸承預負荷彈簧加幾個合適？226

三十七、電機軸承能承受多大負荷？227

三十八、怎樣除去滾動軸承上的銹蝕？227

三十九、帶輪平行度和軸向?qū)R的方法有哪些？230

四十、怎樣調(diào)好兩個聯(lián)軸器的同軸度？231

第三部分電機軸承故障診斷和處理方法232

四十一、電機出廠測試時噪聲良好，為什么運抵客戶處剛開始運行就出現(xiàn)異常的“吭吭”聲？232

四十二、一臺電機在漁船上正常運行一段時間后，停機放置了較長時間再啟用時，出現(xiàn)明顯的“吭吭”聲，是什么原因造成的？233

四十三、電機軸承中的密封軸承會漏油一定是故障嗎？233

四十四、為什么電機軸承不能到達計算壽命？233

四十五、電機軸承噪聲冬天比夏天明顯嗎？234

四十六、電機軸承嘯叫聲是怎么回事？234

四十七、軸承圈斷裂是怎么引起的？235

四十八、一批電機，有的噪聲大，有的噪聲小，這是怎么回事？235

四十九、同批次電機產(chǎn)生噪聲差異的原因是什么？236

五十、為什么拆卸已經(jīng)失效的軸承時也需要使用合適的工具？237

五十一、造成風機電機的軸承故障原因有哪些？如何處理？237

五十二、電機軸向竄動問題和導致軸承燒毀的原因有哪些？238

五十三、怎樣根據(jù)軸承潤滑脂顏色的變化判定軸承運行狀態(tài)？238

五十四、使用柱軸承的新電動機無負荷運行時噪聲大的原因是什么？239

五十五、一臺電機，在補脂（二硫化鉬）后溫度上升，其原因是什么？239

五十六、粉末冶金軸承常見受損原因及處理方法有哪些？240

五十七、給水泵用電動機軸承異響的原因是什么？怎樣處理？240

五十八、軸流風機的后端軸承為什么溫度高？241

五十九、造成軸承溫度高的原因都有哪些（匯總）？242

六十、造成軸承噪聲大或異常噪聲的原因都有哪些（匯總）？243

六十一、常見軸承損壞現(xiàn)象有哪些？各是什么原因造成的（匯總）？244

附錄247

附錄A深溝球軸承的徑向游隙 （GB/T 46041—2012）247

附錄B圓柱滾子軸承的徑向游隙 （GB/T 46041—2012） 248

附錄C開啟式深溝球軸承（60000型）的極限轉(zhuǎn)速值248

附錄D帶防塵蓋的深溝球軸承（60000－Z型和60000－2Z型）的極限轉(zhuǎn)速值249

附錄E帶密封圈的深溝球軸承（60000－RS型、2RS型、RZ型、2RZ型）的極限轉(zhuǎn)速值249

附錄F內(nèi)圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承（NU0000型、NJ0000型、NUP0000型、N0000型和NF0000型）的極限轉(zhuǎn)速值249

附錄G單列圓錐滾子軸承（30000型）的極限轉(zhuǎn)速值250

附錄H單向推力球軸承（510000型）的極限轉(zhuǎn)速值250

附錄I單向推力圓柱滾子軸承（80000型）的極限轉(zhuǎn)速值250

附錄J單列角接觸軸承（70000C型、70000AC型、70000B型）的極限轉(zhuǎn)速值251

附錄KISO公差等級尺寸規(guī)則251

附錄L深溝球軸承新老標準型號對比及基本尺寸表252

附錄M帶防塵蓋的深溝球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表253

附錄N帶骨架密封圈的深溝球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表254

附錄O內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表256

附錄P外圈無擋邊的圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表257

附錄Q單向推力球軸承新老標準型號及基本尺寸對比表 262

附錄R推力圓柱滾子軸承新老標準型號及基本尺寸對比表263

附錄S我國和國外主要軸承生產(chǎn)廠電機常用滾動軸承型號對比表（內(nèi)徑≥10mm）263

附錄T徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）內(nèi)環(huán)尺寸公差表264

附錄U徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）外環(huán)尺寸公差表264

附錄V 徑向軸承（圓錐滾子軸承除外）內(nèi)外圈厚度尺寸公差表265

附錄WY（IP44）系列三相異步電動機現(xiàn)用和曾用軸承牌號265

附錄XY2（IP54）系列三相異步電動機現(xiàn)用和曾用軸承牌號265

附錄Y滾動軸承國家標準266

參考文獻26