船用电机轴承系统中固定端轴承如何选择和匹配?
对于船用电机轴承支撑固定端(简称电机固定端)的选择,应考虑以下因素:(1)被驱动设备的精度控制要求;(2)船用电机驱动的负载性质;(3)轴承或轴承组合必须能够承受一定的轴向力。基于以上三个设计要素,在中小型船用电机中选择深沟球轴承作为船用电机的固定端轴承。
深沟球轴承是常用的滚动轴承。当应用深沟球轴承时,船用电机轴承支撑系统的结构非常简单,维护也很方便。深沟球轴承主要用于承受径向载荷,但当轴承径向间隙增大时,它具有角接触球轴承的特性,可承受径向和轴向联合载荷;当转速较高,推力球轴承不合适时,也可以用它来承受纯轴向载荷。与与深沟球轴承相同规格和尺寸的其他类型轴承相比,这种类型的轴承具有摩擦系数小、极限速度高的优点,而其缺点是不耐冲击,不适合承载重载荷。
深沟球轴承安装在轴上后,可将轴或壳体两个方向的径向配合限制在轴承的轴向间隙范围内。在径向,轴承与轴采用过盈配合,轴承与端盖轴承腔或轴承座采用小过盈配合。选择这种配合的目的是确保轴承在船用电机运行期间的工作间隙为零或略负,从而使轴承的运行性能良好。在轴向上,定位轴承与相关部件之间的轴向配合应根据浮端轴承系统的具体情况来确定。轴承的内圈受轴承位置在轴上的极限台阶(肩)和轴承保持圈的限制,轴承的外圈由轴承和轴承室的配合公差、内外轴承盖的高度和轴承室的长度控制。
(1)浮端选用内外圈可分离轴承时,两端轴承的外圈采用轴向间隙自由配合。
(2)浮端选用非分离轴承时,轴承外圈与轴承盖唇之间要留有一定长度的轴向间隙,外圈与轴承腔之间的配合不易过紧。
(3)当船用电机没有明确的定位端和浮动端时,一般在两端采用深沟球轴承,限位轴承外圈与内盖的匹配关系卡滞,与外盖有轴向间隙;或两端轴承外圈与无间隙轴承外盖的轴向、与有间隙内盖的轴向之间的匹配。
根据理论分析,上述匹配关系是比较合理的。实际轴承配置应与船用电机的运行条件相匹配,包括船用电机轴承选择时的间隙、耐热性、精度等具体参数,以及轴承与轴承腔的径向匹配关系。
需要注意的是,上述分析仅适用于水平安装的船用电机,而对于垂直安装的船用电机,无论是轴承的选择还是相关的匹配关系都必须有具体的要求。