振動(dòng)對(duì)電機(jī)軸承的影響

振動(dòng)對(duì)軸承的影響指的是軸承的工作環(huán)境出現(xiàn)振動(dòng)的情況下，軸承的自身性能和運(yùn)行表現(xiàn)所受到的影響。其中討論的振動(dòng)是來自工作環(huán)境的振動(dòng)，而非軸承自身的振動(dòng)。

軸承的工作環(huán)境存在振動(dòng)就包含了軸承運(yùn)行過程中的振動(dòng)和軸承靜態(tài)下的振動(dòng)的情形。

振動(dòng)對(duì)靜態(tài)軸承的影響

軸承安裝在設(shè)備上之后，即便在設(shè)備沒運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，也有可能承受一定的負(fù)荷。例如，對(duì)于臥式電機(jī)，電機(jī)沒有運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，電機(jī)兩端軸承承受了電機(jī)的轉(zhuǎn)子重力，其徑向負(fù)荷幾乎與軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候相似。上述電機(jī)的工作環(huán)境振動(dòng)對(duì)軸承本身的影響就是我們所說的振動(dòng)對(duì)靜態(tài)軸承的影響。

上述例子中，常見的工況例如：船舶電機(jī)，帶有振動(dòng)的平臺(tái)上的電機(jī)等。

軸承工況的振動(dòng)可能是軸向的，也可能是徑向的，或者是復(fù)合方向的（軸向徑向均有分量）。先看對(duì)于徑向軸承而言，徑向振動(dòng)對(duì)軸承的影響。

當(dāng)上述工況中的電機(jī)沒有運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，電機(jī)軸承內(nèi)只有接觸區(qū)得滾動(dòng)體承受負(fù)荷，并且是這個(gè)負(fù)荷不是靜態(tài)的，是一個(gè)沖擊負(fù)荷。對(duì)于接觸區(qū)內(nèi)的軸承滾動(dòng)體而言，這個(gè)沖擊負(fù)荷與振動(dòng)的加速度相關(guān)。如果這個(gè)沖擊負(fù)荷突破了軸承的額定靜負(fù)荷，則可能造成軸承滾道和滾動(dòng)體的塑性變形。這樣，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)噪聲。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，沿著塑性變形邊緣將會(huì)出現(xiàn)疲勞等現(xiàn)象，軸承壽命將受到較大的影響。

當(dāng)振動(dòng)相對(duì)較小的時(shí)候，軸承滾動(dòng)體和滾道之間的沖擊負(fù)荷不大，但是持續(xù)的出現(xiàn)負(fù)荷脈動(dòng)，滾動(dòng)體和滾道之間在非運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下難以形成潤滑膜，這種運(yùn)行狀態(tài)會(huì)直接導(dǎo)致軸承內(nèi)部出現(xiàn)微動(dòng)磨損的一種——偽布氏壓痕。偽布氏壓痕會(huì)帶來軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的異常噪聲，進(jìn)而發(fā)展為軸承的提早失效。

對(duì)于徑向軸承而言，如果振動(dòng)的方向是軸向的（或者有軸向分量），往往會(huì)帶來軸承軸向的承載痕跡，進(jìn)而引起軸承失效。如果振動(dòng)幅值較大，可能會(huì)撞擊軸承擋邊或者保持架。在嚴(yán)重的情況下會(huì)出現(xiàn)保持架以及擋邊的變形等。

振動(dòng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中軸承的影響

軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，滾動(dòng)體應(yīng)該在滾道上平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果環(huán)境存在振動(dòng)，滾動(dòng)體的滾動(dòng)會(huì)受到影響，滾道上的正壓力也會(huì)變成脈動(dòng)循環(huán)的負(fù)載。這種滾動(dòng)狀態(tài)對(duì)于潤滑油膜的形成十分不利，如果振動(dòng)幅值很大，其影響與靜態(tài)軸承在振動(dòng)狀態(tài)下的承載較為相似。

振動(dòng)工況下軸承應(yīng)用方面的注意事項(xiàng)：

振動(dòng)工況下軸承內(nèi)部承載發(fā)生變化，會(huì)造成上述的問題，另一方面，在軸承應(yīng)用方面也需要由特殊的考慮：

-振動(dòng)工況下軸承的與其配合面之間的配合力會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于過渡配合或者松配合的地方，有可能造成正壓力脈動(dòng)不穩(wěn)，此時(shí)可能為軸承跑圈創(chuàng)造條件。因此一般振動(dòng)工況下軸承的配合不用松配合。

-振動(dòng)工況下對(duì)軸承的潤滑影響較大，此時(shí)往往潤滑油膜的形成會(huì)出現(xiàn)困難。此時(shí)需要使用一些具有極壓添加劑的潤滑脂，會(huì)對(duì)振動(dòng)工況下軸承的潤滑起到良好的作用。

-潤滑壽命方面，另一方面軸承的振動(dòng)也會(huì)造成滾動(dòng)體更頻繁的剪切潤滑脂皂基，這將影響軸承壽命。因此振動(dòng)工況下，潤滑脂的壽命計(jì)算按照50%計(jì)算。

-在振動(dòng)工況下，軸承的疲勞壽命與實(shí)際壽命偏差較大，因此往往需要使用校核安全系數(shù)的方法來校核最大振動(dòng)對(duì)軸承的影響。

-軸承的預(yù)負(fù)荷在振動(dòng)工況下也會(huì)變成脈動(dòng)預(yù)負(fù)荷，同時(shí)一般的彈簧墊圈會(huì)因?yàn)檫@種脈動(dòng)負(fù)荷而提早失效。現(xiàn)在的新能源汽車領(lǐng)域的彈簧墊圈失效均與此有關(guān)。因此要從軸承配置角度進(jìn)行處理。