文章《聊聊立式電機(jī)和臥式電機(jī)軸承承載差異》介紹了立式電機(jī)和臥式電機(jī)的軸承負(fù)荷分布,讓大家了解了電機(jī)軸端的軸向符合和徑向負(fù)荷以及電機(jī)轉(zhuǎn)子重力分別被哪個(gè)軸承承擔(dān)。那么電機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷是由哪個(gè)軸承承擔(dān)呢?昌暉儀表在本文介紹電機(jī)軸承負(fù)荷計(jì)算中如何考慮電機(jī)功率或者轉(zhuǎn)矩對負(fù)荷的影響。
1、聯(lián)軸節(jié)負(fù)荷
我們分幾種情況來看。首先聯(lián)軸節(jié)連接的電機(jī)(用臥式電機(jī)為例):
圖中可以看到,聯(lián)軸節(jié)將機(jī)械轉(zhuǎn)矩傳遞給電機(jī),而電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩與外部負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。正因?yàn)檫@兩個(gè)轉(zhuǎn)矩相平衡,因此在其間沒有加載其他轉(zhuǎn)矩。
從負(fù)荷角度,在聯(lián)軸節(jié)上任意徑向截面的周向力都有另一側(cè)的一個(gè)大小相等、方向相反的周向力與之平衡。我們把正視圖方向的截面畫成俯視圖,就可以看到,周向力在該直徑截面上就是軸承的徑向力。如下圖所示:
從圖上可以看到,兩個(gè)徑向負(fù)荷大小相等,方向相反。因此,總體而言,聯(lián)軸節(jié)的負(fù)荷對軸承系統(tǒng)不帶來徑向負(fù)荷。
2、皮帶輪負(fù)荷
如果電機(jī)軸端連接的是皮帶輪負(fù)荷,那么從轉(zhuǎn)矩角度來看依然是皮帶輪傳遞的轉(zhuǎn)矩與電機(jī)內(nèi)部電磁轉(zhuǎn)矩相平衡。但是皮帶輪一側(cè)的張緊力在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候比較大,另一端相對較松。所以皮帶輪的張緊力構(gòu)成徑向負(fù)荷。此時(shí)這個(gè)最小張緊力與轉(zhuǎn)矩相關(guān)。皮帶輪傳遞的扭矩應(yīng)該等于張緊力乘以軸承半徑。這個(gè)張緊力的大小與皮帶輪半徑相關(guān),同時(shí)也與轉(zhuǎn)矩相關(guān)。
假設(shè)兩根皮帶張緊力為F1、F2。轉(zhuǎn)矩為T,則:T=F1×r-F2×r,而軸承的徑向負(fù)荷就是F1與F2的差值。
3、軸端直接帶齒輪
如果電機(jī)軸端直接安裝齒輪,那么齒輪嚙合的時(shí)候在周向受到負(fù)荷,同時(shí)另一端沒有與之平衡的負(fù)荷。此時(shí)這個(gè)嚙合力就成為軸系的負(fù)荷。這個(gè)嚙合力與傳遞的扭矩相關(guān)。其中的計(jì)算又分直齒齒輪與斜齒齒輪兩種情況??傮w計(jì)算思路與皮帶輪負(fù)荷一樣,齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩等于周向負(fù)荷乘以節(jié)圓半徑,這個(gè)轉(zhuǎn)矩與電機(jī)內(nèi)部的電磁轉(zhuǎn)矩相平衡,但是這些周向力就構(gòu)成了電機(jī)軸承系統(tǒng)的徑向力。對于斜齒齒輪,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的軸向力。
結(jié)論
◆聯(lián)軸節(jié)負(fù)載的電機(jī),軸承系統(tǒng)負(fù)載不受轉(zhuǎn)矩影響。
◆皮帶輪負(fù)載的電機(jī),軸承系統(tǒng)負(fù)載受皮帶輪張緊力的影響,受轉(zhuǎn)矩的間接影響。(因?yàn)檗D(zhuǎn)矩和皮帶輪半徑
決定了最小張緊力)
◆齒輪負(fù)載,軸承系統(tǒng)負(fù)載受轉(zhuǎn)矩影響。
在了解的電機(jī)軸承系統(tǒng)承受的負(fù)荷總體情況之后,如何計(jì)算電機(jī)軸系統(tǒng)中每一個(gè)軸承的負(fù)荷呢?請繼續(xù)關(guān)注發(fā)布在電工基礎(chǔ)欄目的下一篇內(nèi)容。
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