高速电机对轴承的性能要求
高速电机所用轴承是集材料科学、结构力学和润滑等多学科交叉的重要组成部分,其设计要求在转速、摩擦、温度和振动等多个维度上兼顾,才能适应高速工况下苛刻工况的要求。
首先,它的速度很快。高速电动机轴承的设计要求更加紧凑,采用更小的尺寸和更合理的数量,减小摩擦面受到的离心力的影响;同时,要求瓦轴轴承的精度要达到非常高的水准,以保证转动时的同心度,防止由于偏心而引起的附加振动及磨损。
其次,它具有摩擦小、产热小的特点。高速轴轴承需要具有低摩擦的结构,配合适当的润滑油或者油雾/油气润滑体系,通过不断补充微量润滑油,减少摩擦,提高散热效果。
第三点,它具有优良的耐热性能。常规轴承钢需要对其进行专门的热处理以提高其高温抗磨损性能,但由于其热导率低、热膨胀系数低等特点,使其能够在较高温度下保持尺寸稳定性,是一种非常适合于高速场合使用的材料。另外,还需要对轴承进行有利于散热的结构设计,如在壳体上开孔,增加散热通道,或者利用瓦轴轴承与散热系统进行热耦合,使散热更快。
第四,它具有较高的刚性和抗振性。为了抑制转子的挠曲变形,必须具有较大的轴、轴向刚度;通过合理的预张力设计,实现对振动能量的有效吸收,防止谐振。
第五,它的使用寿命和可靠性都很高。依靠高强度的材料,精密的加工技术,可靠的密封体系,可以有效地防止润滑油的泄露,防止外来杂质的入侵,同时,尽量降低摩擦阻力,减少多余的热量。
第四,重量和惯性也是一个很重要的因素。为了提高电机的动力学性能,需要对轴承进行轻量化设计,并对其进行结构设计,使其在满足强度要求的同时,减小惯性矩,从而提高电机的动态响应。