轴承问题终结者归来！

piandh

磁悬浮轴承现在也不是仅仅停留在试验，已形成了小的产业化。电机已做到300多kW了。另外，也有采用陶瓷轴承的，只是贵了些。沈阳有一个大学搞的电主轴用的就是陶瓷轴承。

piandh

房间里的天涯 发表于 2013-12-4 14:24
我还是匿名吧，这样有助于保持中立。有问题你就问，我会知无不言言无不尽。

就像下一场大雪后空车打滑，重车不打滑一样。通俗讲，重车抓地，轻了反而不抓地。。。

房间里的天涯

piandh 发表于 2013-12-5 09:34
磁悬浮轴承现在也不是仅仅停留在试验，已形成了小的产业化。电机已做到300多kW了。另外，也有采用陶瓷轴承 ...

据我所知，在我读大学的时候也就是九十年代末，沈阳工大的王凤翔教授就有着方面的课题，只是这么多年了，不知进展如何。
另外清华也有相应的项目。
中国的小规模并不能真的当作产业化，这个技术在德国目前也只是小规模罢了。呵呵！这确实是一个跨领域复杂的课题。

piandh

关于磁悬浮轴承，就本身的制造及控制技术而言已不是问题，问题是与其配套的装备设计也要考虑高速问题。所以推广起来有难度。应该说是全新的设计吧，体积变小，速度提高。

房间里的天涯

piandh 发表于 2013-12-5 10:43
关于磁悬浮轴承，就本身的制造及控制技术而言已不是问题，问题是与其配套的装备设计也要考虑高速问题。所以 ...

你说的有道理，其实制造技术和控制技术，从技术层面应该已经没问题了。问题是，将这些技术产业化恐怕很难的。
以我在技术行内混这些年，我深深地感觉到，中国的技术与国外比不强大，不在于高精尖上面。中国的顶尖技术很多都是国外没法赶上的，但是中国技术的工业化程度远远落后于国外。
举个简单的例子，把轴尺寸加工出k6，这个事情放在中国简单，并且你要一根轴做到十分容易，甚至中国做到的精度比国外还高。然而，如果考量一百万根轴的超差率，可能国内就不能和国外比了。在科研领域也是，中国高校的技术，有多少能产业化的落实到工业领域呢？
就拿电机领域来说，有人管质量，可是有人真正的做质量体系么？有人真正的从工艺角度逐步提升么？有多少事情是妥协来妥协去，牺牲了质量呢？我曾将看过西门子的一个电机生产技术文件，人家的规范性和完整性根本和国内不能比。然而，这个文件到国内，根本被工厂搁置，理由是没法执行等等等等。。。
所以中国的技术弱点不在于高精尖不行，而在于落地技术不行。。。

就像中国不是不富有，而是贫富差距太大一个道理。大家去欧洲看看，农村的生活条件和城里一模一样，城里见不到高楼大厦。再看看国内，上海高楼参天，你往外走一个小时再看。北京号称帝都，往北200公里就可以见到真正的贫困。。。。这和中国的技术状况一样。。。


哈哈，怎么变成牢骚了，老了就是老了，诸位见谅！我们回归正题，讨论技术问题。上面说的诸位看官权当扯淡，并且也十分偏颇，都不算数的，呵呵

yushiyu

请问如何判断所选轴承是否欠载，是轴承的静载荷与当量静载荷满足某一比例关系吗？

yushiyu

请问大侠，如何分析计算电机轴承的轴向负荷、当量动负荷、当量静负荷？

crc

lz，你好，还是上面提到的电机用轴承问题。

目前有朋友推荐用fag的陶瓷角接触球轴承，你看可行吗？

wgs1120

你好。我有一问题请教：我公司的一台Y2-225M-4(45kW)电机发给钢厂客户使用，没过二个月，电机的后端轴承毁了，后面的风扇也碎了——甚至有一点熔化了，前端轴承完好。损毁的轴承内部变成了黑色，保持架也断了。请教如何改进？

圣力

杨振宁说过：物理研究的尽头是哲学。
窃以为：径向磁悬浮轴承研究的尽头是诈骗！

房间里的天涯

crc 发表于 2013-12-6 10:21
lz，你好，还是上面提到的电机用轴承问题。

目前有朋友推荐用fag的陶瓷角接触球轴承，你看可行吗？

关于陶瓷球轴承，事实上陶瓷球轴承具有非常好的刚度度和十分轻的质量，并且表面强度很好，十分不易磨损。应用于高速场合十分恰当。但是你这么大的轴颈，如果考虑成本的话，说不定不如滑动轴承便宜。同时30000转即便对陶瓷球轴承也是一种很大的挑战。

给你推荐的人，推荐角接触球轴承（陶瓷）是有道理的。我不去展开，但是有一点你不得不考虑，这么高的转速，角接触球轴承的保持架会有一些比深沟球轴承更大的负荷，希望能搞定。个人以为，30000转对于陶瓷角接触球轴承是有可能的，但并不轻松。

房间里的天涯

yushiyu 发表于 2013-12-6 08:47
请问如何判断所选轴承是否欠载，是轴承的静载荷与当量静载荷满足某一比例关系吗？

关于轴承的欠载，其实这个的正式的叫法是轴承所受负荷小于轴承最小负荷。关于轴承最小负荷的确定，书面的正式的方法有一些计算公式，你可以参考我前面说的基本《综合型录》，里面已经讲得比较详细了。如果需要我可以在这展开，但是由于输入的问题，输入公式比较讨厌，所以不是很方便。我定性的大致说一下，具体的计算你还是看那几本书比较好。
关于最小负荷，在目前流行的型录里面有几种方法，有的是给你一个系数折算。有的是给你一个几个因子的公式计算。而究其实质，其实都不外乎几个因素：轴承类型，轴承尺寸，润滑（基础油粘度），转速，运行温度等因素。

目前所见的一些这算系数（可能也就是你说的一定比例关系），都是根据这些公式在一定范围内计算的，个人认为有点粗略，最多做估算使用。如果要准一点的计算值，还是要公式来计算。并且相同的轴承，润滑不同，温度不同，这个结果也会变化，所以，折算系数的问题就更不准了。

另外一方面，即便是所谓公式计算，事实上也与实际有差距，但差距相对可控。一个现场的方法（如果可能实施的情况下）就是观察（观察负荷区棍子端面的滚动状态。欠载多数都出现在滚子轴承里，因此这个方法可以使用。对于球轴承，最小负荷非常小，基本上不大出现。），当然这也受到一些制约，比如太高的转速，你就不好观察了，而高的转速也更容易发生打滑。


仅供参考，如果你找不到我说的资料里这部分的论述在哪里可以问我，我告诉你就好了，并不难找的。

房间里的天涯

yushiyu 发表于 2013-12-6 09:30
请问大侠，如何分析计算电机轴承的轴向负荷、当量动负荷、当量静负荷？

请详细说明，你要做哪一类的分析？

房间里的天涯

圣力 发表于 2013-12-7 11:33
杨振宁说过：物理研究的尽头是哲学。
窃以为：径向磁悬浮轴承研究的尽头是诈骗！

呵呵，科学的尽头是哲学，哲学的尽头是宗教。这话是被杨振宁引用的，不是他原创。呵呵。
另外，关于磁悬浮轴承，个人认为是时间问题，与产业化相关。呵呵，1000年前上海到北京2小时到达也是诈骗，哈哈！

房间里的天涯

房间里的天涯 发表于 2013-12-9 11:57
呵呵，科学的尽头是哲学，哲学的尽头是宗教。这话是被杨振宁引用的，不是他原创。呵呵。
另外，关于磁悬 ...

我言多勿怪，大家调侃，看官不必在意！

房间里的天涯

wgs1120 发表于 2013-12-6 13:12
你好。我有一问题请教：我公司的一台Y2-225M-4(45kW)电机发给钢厂客户使用，没过二个月，电机的后端轴承毁 ...

如果有照片，或者更细节的技术描述，也许我还可以判断。至少需要，轴承型号，负荷状况，运行温度，相关轴承布置。
呵呵，兄弟我基于您的描述实在不敢妄言，怕耽误您的大事。

yushiyu

房间里的天涯 发表于 2013-12-9 11:55
请详细说明，你要做哪一类的分析？

比如说我的转子结构、重量基本已定型，我该怎么选择轴承，要做哪些计算？

房间里的天涯

yushiyu 发表于 2013-12-9 12:50
比如说我的转子结构、重量基本已定型，我该怎么选择轴承，要做哪些计算？

首先，确定最小轴径尺寸。至少保证轴的弯矩扭矩都合乎外界负载的要求，此尺寸轴承台位置的尺寸就是最小的轴承内径。然后确定轴承室最大内径，宽度。注意，至此，你已经找到了轴承（不论什么类型）的外界尺寸约束，后续所有的计算都应该在这个框架下进行协调。

然后计算轴承负荷。具体的就是计算轴承的轴向力和径向力。
轴承的径向力：计算轴承位置支反力（径向部分）。此计算机械设计课程中有详细讲述，我不重复。
但是对于电机而言：
卧式电机中，转子重力，联轴节重力，皮带轮重力，皮带拉力（注意，不是直接单边拉力的二倍，细节请参考机械设计手册）单边磁拉力，滑环重力等所有的沿径向负荷都计入径向力。（其中，单边磁拉力时有些需要探讨的，不是直接计算的单边磁拉力就加上去的。）
立式电机中，皮带拉力，单边磁拉力等计入径向负荷。

轴承轴向力：通常对于卧式，外界轴向负荷计入轴向负荷。对于立式电机，所有的重力（转子，联轴节，滑环等等）都计入轴向力。

明确了轴系上面的轴向和径向力之后就可以做轴系受力图。

同时在计算支反力之前要明确轴承的布置，哪里是定位端，哪里是非定位端。定位端承受所有的轴向负荷。非定位端不承受轴向负荷。 然后根据你的负荷、转速特性，根据上面说的轴承尺寸制约，在综合型录里选择相应的轴承，进行寿命校核。

至此，所有轴承上的轴向径向负荷都已经确定，轴承也确定了几个候选幸好，可以按照型录上面的公式计算当量负荷。

然后校核轴承疲劳寿命。通常对于中型电机寿命在5-10万小时之间比较合适。小型电机2-5万小时即可。（这些数值可以在机械设计手册中查到）要注意一点，绝不是疲劳寿命越大越好。如果轴承寿命过大，说明你选大了，有可能负荷小于最小负荷。通常疲劳寿命2万小时，基本上都应该大于最小负荷了。所以，如果这样的话，最小负荷也不做更进一步的校核。但是对于大型电机，这个校核是必须的。

上面的步骤进行完了，你就基本已经选定了轴承的型号。但是选择轴承的全部步骤，并没有完成。后续有图纸布置，润滑计算，公差设计等等。
另外，上面针对的是通用的轴承选择原则。事实上有很多特例，方法和步骤是不一样的。比如高速电机，低速电机，超大负荷，轻负荷等等。。。。

我只是大约说了说，其实难免挂一漏万，具体实施中如有问题可以继续展开，我没办法都说了，都说了就又写了一篇文章了。

yushiyu

房间里的天涯 发表于 2013-12-9 13:56
首先，确定最小轴径尺寸。至少保证轴的弯矩扭矩都合乎外界负载的要求，此尺寸轴承台位置的尺寸就是最小的 ...

非常感谢，您详细地介绍了这么多，我想单单输入这些文字就需要花费好一会时间，更别说内容这么详实、层次这么分明，思路这么清晰。非常感谢！
另外请问“外界轴向负荷”是不是属于客户输入部分？如果客户没有输入外界轴向负荷，该怎么考虑？

圣力

房间里的天涯 发表于 2013-12-9 11:57
呵呵，科学的尽头是哲学，哲学的尽头是宗教。这话是被杨振宁引用的，不是他原创。呵呵。
另外，关于磁悬 ...

真正的径向磁悬浮轴承基本没有承载力！