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减速电机,电机输出端轴承类型

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发表于 2016-9-8 11:59:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 wsxm82 于 2016-9-8 12:58 编辑

最近设计的产品用到非标减速电机,齿轮箱是国内厂家的定制产品(定轴距减速箱,非行星轮),其内部结构采用其标准设计(内部齿轮布置仿照SEW)。电机部分有我们公司生产,与其齿轮箱配合。
现在电机输出端的轴承设计为一个欧洲产的SKF双列角接触轴承3208,末端为深沟球轴承62系列。近期发现齿轮箱过载损坏(输出端末端大轮齿完全切掉)后,3208轴承有不正常的异响,拆下后手盘无卡滞现象,更换轴承后噪声消失。
最近又查了一下各家的轴承选择,对于减速电机中电机输出端的轴承,简单整理了一下。请各位大侠看看我的轴承选择是否合适,或者有更好的选择?

其他厂家的电机输出端轴承选择大体介绍一下:
1.       国内齿轮箱厂家的标准设计为63系列的深沟球轴承;
2.       德国减速电机品牌Nord采用也是深沟球轴承,是否63系列不清楚;
3.       有两个国外品牌(非齿轮箱厂家,大体与我们公司类似,即自己生产电机,齿轮箱有专业厂家定制),其电机输出端轴承也为63系列深沟球轴承;
4.       减速电机品牌保尔(号称行业前列,性能及可靠性远高于SEW,尤其用于钢铁行业),其轴承选择为调心滚子轴承,其电机轴上的齿轮很小,不是靠键和电机轴配合(Nord、SEW,以及)的,是过盈装配;
5.         国外品牌Flygt(非齿轮箱厂家),使用的是调心滚子轴承,其电机轴上齿轮外径很小,类似保尔。
以上可以看出,大部分(尤其是一般的减速电机厂家)轴承选择为深沟球轴承,部分采用调心滚子轴承。


大体说一下我的选择依据:
电机的轴承支撑结构类型为一端固定,一端游动
1.       机械手册上(P7-271)的说法:
固定端轴承通常选用:
   a.       受径向载荷和一定的轴向载荷----深沟球轴承
   b.       受径向载荷和双向轴向载荷-----一对角接触球轴承或圆锥滚子轴承
   c.       分别受径向载荷和轴向载荷---向心轴承与推力轴承组合,或不同类型角接触轴承组合

2.       教材(第八版机械设计,西工大,高教出版社,P310)提到,深沟球轴承工作中允许内、外圈轴线偏斜量8′-16′。

3.样本FAG- WL 41 520/2 ChA
  (P143),深沟球轴承只能允许很小的偏转角,这也取决于载荷的大小。62,622,63,623,64许用偏转角轻载荷5′-10′,重载荷8′-16′。
  (P161),角接触轴承是不能拆分的,它的自动调心能力非常有限。
  (P171),双列角接触轴承的自动调心能力非常有限。


4.样本SKF-5000 C 200410
  (P296),深沟球轴承允许的角度误差介于2至10弧分之间,任何更大的角度误差都会引致噪声的增加和缩短轴承工作寿命。
  (P411),配对的轴承(角接触轴承),尤其是背对背配置且轴向游隙小的轴承组,内外圈有角度误差时,都会导致钢球承受更大的负荷,因而增加保持架承受的应力和缩短轴承的工作寿命,任何的角度误差都会引致噪音的增加。
  (P434),双列角接触轴承的内外圈之间有角度误差时会导致钢球和滚道承受更大的负荷。任何的角度误差都会引致噪声的增加和缩短轴承工作寿命。


从资料来看,深沟球轴承、通用配租轴承的背靠背配对和双列角接触轴承对角度误差都很敏感。
SKF-5000 C 2004年10月(P40)提到,刚性轴承,如深沟球轴承和圆柱滚子轴承,不能承受任何的角度误差,或只能承受非常轻微的角度误差,但因此而受到额外的负荷。
另外,SKF-5000 C 2004年10月(P38)提到,虽然深沟球轴承和球面滚子轴承都能承受联合负荷,但最常用的还是单列和双列角接触轴承和单列圆锥滚子轴承。
我们公司的产品因为有密封需求,电机轴上的齿轮和轴承之间距离比减速电机厂家的标配要大(中间添加密封件),齿轮啮合产生的倾覆力矩稍大。
综上,个人认为在此应用条件下,双列角接触轴承各项性能均优于深沟球轴承,所以选择双列角接触轴承应该是没有什么问题的,欢迎指正


那保尔和Flygt为何选用调心滚子轴承?他的优点是什么,这个优点应该很大(毕竟调心滚子轴承的价格远高于深沟球轴承,所以调心滚子轴承带来的优势应大于其价格带来的劣势)。
另外,齿轮啮合产生的倾覆力矩应该更小(这两个品牌电机轴上的小齿轮外径都很小),虽然刚度要求是稍微小了一点,但会不会刚度不够(即啮合力突然增大时线接触变为点接触,齿轮过早损坏)?

大家也看到了,以上的所谓分析,都是定性的说明居多,很少有定量的数据支撑,不知哪位大侠指点指点,谢谢!

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 楼主| 发表于 2016-9-8 12:00:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 wsxm82 于 2016-9-8 12:04 编辑

图片好了,刚才没整好
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发表于 2016-9-9 08:25:05 | 显示全部楼层
定量的数据支撑 就是品牌减速机的样本,会明确给出一定输出轴长度的许用径向力,也会告诉轴承中心位置,方便如果自制输出轴的话校核。当然这是直接买减速机用,不可能拆了换轴承,只能在自制的结构部分尽量避免轴向力,分担径向力。
自制减速机,你总有载荷数据吧,选轴承形式或者轴承样本和校核方法。然后把你的减速电机卖给别人的时候,总得规定一定的使用参数吧。
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 楼主| 发表于 2016-9-9 10:37:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 wsxm82 于 2016-9-10 14:32 编辑
shk30401 发表于 2016-9-9 08:25
定量的数据支撑 就是品牌减速机的样本,会明确给出一定输出轴长度的许用径向力,也会告诉轴承中心位置,方 ...

多谢回复,是个办法。

您看这样是否合理:
按齿轮厂家提供齿轮的螺旋角、模数、齿数,齿宽,通过功率计算算出相应的受力。
轴承按单点支撑计算,啮合力引起的轴的弯曲度,再折算到齿轮啮合处的变形量,在此基础上咨询齿轮箱厂家,是否满足其齿轮强度刚度需求。

其实我主要想知道两家品牌更强的厂家选择调心滚子轴承,他的优势在哪里,相同功率齿轮小则力更大。所以又回到一开始的问题:
深沟球轴承和调心滚子轴承在此工况下优缺点到底是什么。

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 楼主| 发表于 2016-9-17 22:37:13 | 显示全部楼层
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发表于 2016-9-18 06:43:31 | 显示全部楼层
wsxm82 发表于 2016-9-9 10:37
多谢回复,是个办法。

您看这样是否合理:

调心适合低速大扭矩。
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