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某型电动机轴承跑外圈原因分析及抑制措施

中车株洲电机有限公司，湖南株洲412000）

摘要：针对某型电动机用免维护滚动轴承出现跑外圈现象，对滚动轴承跑外圈的成因分析，明确了滚动轴承跑外圈与浮动端轴承外圈和轴承室配合公差设计有关，通过加抗蠕动剂、O型圈和修改配合公差三种方案的对比试验，验证改配合是更为有效的抑制措施。

关键词：电动机；免维护轴承；轴承跑圈；公差配合

Causeanalysisandcontrolmeasuresofamotorbearingrunningoutsidering

Chaozhi-Li?NieHe

（CRRCZhuzhouElectricCo.,Ltd，Zhuzhou412000，China）

Abstract:Aimingatthephenomenonofmaintenance-freerollingbearingrunningouterringinacertaintypeofmotor,throughtheanalysisofthecauseofrunningouterringofrollingbearing,itisclearthattherunningouterringofrollingbearingisrelatedtothedesignoffittingtolerancebetweenfloatingendbearingouterringandbearingchamber,andthecorrespondingeffectivecontrolmeasuresareputforward.

Keywords:Motor;Maintenance-freebearing;Bearingrunningring;Tolerancematching

引言

目前在普通工业应用领域，大多数小型电机采用一端轴承固定，一端轴承浮动加波垫预紧的免维护滚动轴承布置方式，本文中的某型驱动电机的轴承配置也为这种方式，端盖为带钢套的铝合金材质，两端为同型号的免维护深沟球轴承，固定端轴承内圈与转轴以过盈配合进行径向和周向定位、轴肩以及轴用弹性挡圈轴向定位，外圈以轴承压板以及端盖台阶轴向定位，浮动端轴承内圈与转轴以过盈配合进行径向和周向定位、轴肩及轴用弹性挡圈进行轴向定位，外圈浮动，通过波形弹垫施加一定的预紧力，如图1所示。

图1电机轴承布置方式

该电机轴承的特性是在高温、低温等环境下能持久高速运行，且存在急变速、频繁启停等工况，轴承性能可靠性影响因素诸多且复杂。电机在运行时若存在滚动轴承跑外圈的现象，一方面由于轴承跑圈会把大量能量转化成了无用的热能和噪声，降低了运行效率，另一方面则会加剧配合部件的磨损，降低了机器精度，严重则会损坏设备。

拆解电机发现，固定端轴承的配合公差为H7，外圈外径面和轴承室表面良好，未见轴承外圈与轴承室的异常。而浮动端轴承的配合公差为G7，外圈的外径面上有明显的锈蚀现象，用于给外圈施加预紧力的波形弹垫与外圈接触面有明显的相对磨痕，轴承室有明显的锈蚀痕迹，如下图2-图3所示，可见该电机的浮动端轴承出现明显的跑外圈现象。

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图2轴承外圈外径面锈蚀???????图3波形弹垫明显磨痕

1.滚动轴承跑外圈原因分析

在接触表面作微小往复摆动时，传递载荷的配合面会发生微动腐蚀，表面微凸体出现氧化并被磨去，最后发展成粉状锈蚀（如氧化铁），轴承表面发亮或者变成黑红色，这种失效现象一般是由于不合适的配合（配合不当或表面太粗糙）以及载荷和（或）振动造成的。微动腐蚀初期宏观上的表象是配合面呈现类似生锈的形貌。随着材质的迁移，配合面的配合进一步被破坏，微动腐蚀加剧则可能出现配合面大幅度的相对移动，就是我们俗称的“跑圈”现象。轴承跑圈是轴承内圈与转轴产生相对滑动（即轴承跑内圈）或轴承外圈与轴承座产生相对滑动（即轴承跑外圈），是轴承在运转过程中常见的一种轴承故障现象。

轴承与轴的相互挤压力产生静摩擦，静摩擦力大于使他们相对滑动的扭力，所以轴承与轴、孔能保持相对静止，靠滚动体与内圈（或外圈之间）的旋转传递机械能。避免配合面产生摩擦-磨损的合理办法是正确选择轴承外圈的配合[1]。

配合公差的选取原则：根据使用功能，滚动轴承内外圈相应地在轴和轴承座上进行轴向、径向和周向定位。轴承套圈和配合件之间不得有相对微动，否则会损伤配合表面。配合的松紧，应考虑即使在承受载荷、在运行中内圈与轴存在温差或者外圈与轴承座存在温差的情况下，也能保证过盈量。承受静止载荷套圈，由于与轴或轴承座之间不存在打滑的条件，故而，采用间隙配合或者过渡配合。其程度以运