电机轴承问题终结者！！！——请提问

柯宇云 · 发表于 2010-9-8 09:32

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zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 19:15

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 19:20 编辑

回复 400# 张老五

...轴承理论我是不懂的，也不打算细看...

这就好办了，我的压力小了不少！
第一个问题已经被人抢着回答了，我再补充2例：一是钢铁厂的轧机采用4列圆柱滚子轴承，同心度要求更高；二是圣力先生的汽车水泵轴联轴承，有一种一柱一球的结构。
第二个问题，显然是用双面密封的深沟球轴承代替圆柱滚子轴承，至于裸体的深沟球轴承，其润滑问题当然与圆柱滚子轴承完全一样！

...电机厂用圆柱滚子+深沟球的配置多了，也没见几个用户整天哭着喊着叫轴承天天坏的。...
可能你没有看到，实际上还是不少的。

其实，圆柱滚子轴承还有一个重大的缺点：价格显著高于同尺寸的深沟球轴承！

zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 19:37

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 19:46 编辑

下面我们来谈谈滚动轴承的极限转速。在轴承样本中给出的极限转速，是有严格的定义和运转条件的的：内圈旋转，0级公差，当量负荷小于额定动负荷的10％，润滑冷却正常，外圈温度不超过100度！

如果运转条件与上述不一样，显然极限转速也就不一样。例如按照张老五提出的老GB755要求，轴承温度不超过95度，仅此一条，极限转速就会比样本所列降低很多！在电机上使用的滚动轴承，其极限转速更加有其特殊性，这就是我决定讨论这一问题的原因。事实上，对于大型轴承而言，老GB755的规定甚至根本上就是不可能实现的！

电机轴承有什么特殊性呢？那就是电机本身是一个巨大的热源，从而严重影响了滚动轴承的散热！为了加深理解，我们回到224楼Piandh的问题，以及64楼大脚龙提到的问题，他们都提到了轴承温度太高的现象，而这正是电机上应用的滚动轴承的普遍现象！而且遗憾的是，迄今为止，国家标准并无相关的滚动轴承热平衡计算，也就是说，上海电机厂设计该电机时，可以肯定，仅是从常规上设计了轴承负荷、寿命等，而没有进行热平衡的计算！

zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 20:40

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 20:49 编辑

滚动轴承热平衡的计算，目前的标准有德国标准DIN 732－2，是一个草案，另外国际标准ISO 15312：2003也是关于这一内容的。这个标准规定了滚动轴承在热限制条件下的最高速度计算方法。下面是英文版的标准，感兴趣者可以下载之！

ISO 15312-2003 滚动轴承.热速率.计算和系数ISO 15312-2003.pdf (229.43 KB, 下载次数: 17)

为了加深大家的理解，我们以大脚龙的轴承为例进行计算，散热条件假设为最普通的情形，轴承负荷假设很小10000牛，环境温度40度，轴承温度95度。

新加脂：最高允许转速2292r/min

加脂后跑合好：最高允许转速3339r/min

因为电机本身发热，甚至热量反过来会传到轴承上，由此可见，轴承在运转时热量成了一个大问题，假设将轴承散热面积减少到1／3，则最高转速分别为：1300r/min和1850r/min，也就是说即使在轴承本身空载情况下，4极电机的转速也无法保证轴承的温度为95度以内！

实际的轴承总归要承受适当的负荷，这会加大发热，这样的话允许转速更低！

总之一句话：

电机上用的滚动轴承，其“极限”转速比样本所列值要更低得多！

张老五 · 发表于 2010-9-8 20:49

回复 401# 柯宇云

反话你听不出来么？
我还是没看明白，你能不能明确地回答一句，电机上用圆柱滚子轴承，同心度也好倾斜度也好，能满足要求么？是还是不是？

张老五 · 发表于 2010-9-8 20:55

回复 402# zengxiaodong

是啊，碰到不懂理论的用户，可就好忽悠多了，这道理我也懂。
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电机厂我去得多了，电机我也用得多了，各种配置的也都见过，没见过圆柱滚子轴承的故障有明显高的。当然，说不定也有我没见过的，比如电梯上的

张老五 · 发表于 2010-9-8 20:57

回复 403# zengxiaodong

事实上，对于大型轴承而言，老GB755的规定甚至根本上就是不可能实现的！
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解释一下，大型轴承啥概念？或者说，举个例子，内径多大的轴承是大型轴承？
再解释一下，GB755的规定是不可能实现的，这句话啥意思？是电机轴承的温度不可能小于95度？还是不可能不小于95度？给个明确地说法

张老五 · 发表于 2010-9-8 21:00

本帖最后由张老五于 2010-9-8 21:03 编辑

回复 404# zengxiaodong

我早说过了，再多的理论，如果跟实际不符合，那么，不是理论本身不正确，就是使用理论的人不正确。
谁说四极电机的轴承温度不可能在95度以内？告诉你，负载运行的电机，不管是2极的4极的6极的还是8极的，在最热的夏天，轴承外表面温度不到70度的，并不少见！
甭跟我再说什么极限转速，俺乡下人，不懂那么高深的理论，反正4极电机用圆柱滚子轴承的多了去了，用的时间少的七八年多的近二十年没换过的也多了去了。

张老五 · 发表于 2010-9-8 21:14

本帖最后由张老五于 2010-9-8 21:24 编辑

未命名1.JPG

这张图是从西门子公司低压电机的样本里摘出来的。
看样子，不光是上海电机厂这种年销售额不过30多亿的小公司天天时时当抓到死耗子的瞎猫，就连西门子这种不算太小的公司，也整天当死耗子。
还有一张是ABB样本里的，看样子ABB虽然是大公司，也属于吃饱饭没事做的那种，明明圆柱滚子轴承根本没法用，干吗非要写在样本里？

zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 21:25

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 21:52 编辑

回复 409# 张老五

你提供的图并没有说明用到了圆柱滚子轴承呀！

也许打电话联系一下西门子确认更好！

我还是看不出轴承型号，请正面回答我，型号是什么？

也许老哥我愚笨，实在从图上没看出来轴承型号！老五可能又搞错了，害得我穷找了半天！

张老五 · 发表于 2010-9-8 21:27

回复 410# zengxiaodong

您老人家不是经常代表轴承界的同仁么？不是理论精通，经验丰富么？怎么连个轴承型号也看不出来？
西门子的电话不用打，西门子的电机我见得多了，拆得多了，圆柱滚子轴承也用得多了，满好用的，没啥毛病。

zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 21:57

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 21:59 编辑

回复 411# 张老五

轴承没坏的话，电机拆它干什么？再说没啥毛病，不等于从没毛病！请老五说说“两个球”配置电机的轴承损坏情况，排除进水等明显异常的因素。

再次请求张老五告诉我西门子图中轴承的型号和种类，我实在看不出来！

张老五 · 发表于 2010-9-8 22:01

不懂电机就别乱发言，你不知道电机是要保养的？就算是电梯的电机，也是要保养滴。
对了，别玩文字游戏，玩诡辩术了，别当所有人的理解力都有问题。
至于两个球的故障率，我没统计过，至少在感觉上，没有明显的差异。
还排除进水呢，电机进水倒是不少，轴承进水，极其少见，所以也不用排除了

zengxiaodong · 发表于 2010-9-8 22:11

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-8 22:15 编辑

回复 413# 张老五

电机拆开来保养的内容是什么？您还是教教我，我真的不懂，让您见笑了！

另外轴承的型号我也不懂，您提供的西门子电机图上好像有M1－5167、M1－5168，M1－5251、M1－5252，这些都是轴承的型号吗？不知是哪个国家的轴承编号？

“两个球”的故障率低于“一个球”，这点您承认吧？我也没说“一个球”一定会出故障呀，我只是认为“一个球”出故障后，可以换成“两个球”，省钱省事又省心！

张老五 · 发表于 2010-9-8 22:27

本帖最后由张老五于 2010-9-8 22:35 编辑

回复 414# zengxiaodong

又开始诡辩了，好像你一再强调的，是说在电机上用圆柱滚子轴承是根本错误的
西门子那张图上标的是类型而不是型号，标的M1 什么的应该是图号，甭跟我捣。要是类型你都看不明白，我只好怀疑你没有学过轴承，大概是学中文或者政治什么的
至于电机拆开来保养是做什么的，反正论坛上有书，自己下了去看吧，没时间当启蒙老师

张老五 · 发表于 2010-9-8 22:29

本帖最后由张老五于 2010-9-8 22:33 编辑

我们再来看什么叫吃了吐：
这一回合的问题是什么呢？那就是我坚决反对在电机上采用一深沟球一圆柱滚子轴承的结构形式，且不要说不能改成这种结构形式，就是已有在运转的这种结构的电机，在轴承故障后也要改成两个深沟球轴承的结构形式！
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“两个球”的故障率低于“一个球”，这点您承认吧？我也没说“一个球”一定会出故障呀，我只是认为“一个球”出故障后，可以换成“两个球”，省钱省事又省心！

顺便说一句，这点我不承认，别代表我发言，我又不是轴承界的同仁。再说，我讨厌被代表
你的理论依据哪去了？不是振振有词地说，圆柱滚子轴承绝对不能用么？不是要跟我再战三百回合么？
我看哪，结果跟那120度是一样一样啊

柯宇云 · 发表于 2010-9-9 10:12

本帖最后由柯宇云于 2010-9-9 10:17 编辑

回复 405# 张老五

我来做个折中吧！

1、我认为在电机上考虑端盖误差，止口误差，安装误差等综合因素后，一般来说是能够保证轴承倾斜角度在5分以内的；

2、如果倾斜角度为5分的一半，则圆柱滚子轴承的寿命要降低大约一半（参见384楼的图）。

zengxiaodong · 发表于 2010-9-9 20:24

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-9 20:47 编辑

我现在有点明白张老五的观点为什么与我如此不同的原因了，这还是从老五提供的西门子的样本图上得来的猜想，也不知道是否正确，说出来与大家分享！

主要原因在于电机设计人员与使用人员的巨大差别，西门子低压电机250机座号以下（含250机座号）全部标准配置双面密封深沟球轴承，永久润滑使用，280机座号以上（含280机座号）全部配置可再润滑型深沟球轴承（未提到圆柱滚子轴承，老五图中也未显示圆柱滚子轴承）！

假设宝钢使用的是西门子低压电机，则250机座号以下或者280机座号以上根本就无从对比圆柱滚子轴承与深沟球轴承的区别，因为要对比的对象不存在的缘故，唯一可行的对比对象就是与其他公司进行对比例如ABB公司等，假设ABB公司280机座号以上用圆柱滚子轴承，则因为都是再润滑的轴承类型，深沟球轴承与圆柱滚子轴承差别不会太大，只是圆柱滚子的再润滑间隔较短而已！对于小机座号的电机，ABB公司肯定也大量使用双面密封的深沟球轴承，同样无法进行对比。

按照张老五提供的ABB样本，其160～250机座号使用了圆柱滚子轴承，而西门子在这个范围内使用的是密封深沟球轴承，我认为，这个范围是可以对比的，请张老五特别留意一下！

这就是张老五没有发现轴承类型不同使用性能差别的主要原因，反之对于设计人员来说，同样的电机可以选配不同的轴承类型，而且使用场合和工况也基本一样，自然就很明显地知道其中的差异了！

为什么280机座号以上要使用再润滑的轴承而不使用密封深沟球轴承呢？这是由于上面我提到的电机轴承的特殊性——————散热条件不好，温度较高，甚至接近120度！根据NSK关于密封轴承润滑脂寿命的计算公式（参见231楼），在这种情况下，润滑脂的寿命会达不到要求（例如最低要求10000小时以上，甚至达到40000小时），迫不得已只好采用再润滑的结构形式！

zengxiaodong · 发表于 2010-9-9 20:37

本帖最后由 zengxiaodong 于 2010-9-9 20:48 编辑

回复 407# 张老五

...解释一下，大型轴承啥概念？或者说，举个例子，内径多大的轴承是大型轴承？...

轴承的大小不是以内径而是以外径来区分的：

微型：26毫米以下

小型：28～55毫米

中小型：60～115毫米

中大型：120～190毫米

大型：200～430毫米

特大型：440毫米以上

当然上述区分只是概略的，甚至是约定俗成的，并非国家标准————也不需要这样的国家标准！

柯宇云 · 发表于 2010-9-10 12:22

回复 418# zengxiaodong

...为什么280机座号以上要使用再润滑的轴承而不使用密封深沟球轴承呢？这是由于上面我提到的电机轴承的特殊性——————散热条件不好，温度较高，甚至接近120度！根据NSK关于密封轴承润滑脂寿命的计算公式（参见231楼），在这种情况下，润滑脂的寿命会达不到要求（例如最低要求10000小时以上，甚至达到40000小时），迫不得已只好采用再润滑的结构形式！...

照你这么说，只要解决润滑脂的寿命问题，西门子280机座号以上的电机也可以使用双面密封深沟球轴承？那么什么润滑脂可以在120度的环境下，连续运转20000小时以上呢？

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