浅析电机轴承异音与预防措施

文/王德国，中车永济电机有限公司

浅析电机轴承异音与预防措施

文/王德国，中车永济电机有限公司

轴承异音是电机制造常见地惯性问题之一，它来源于轴承零件偏离理想位置运动产生的振动。本文通过分析交流异步电动机的机座、端盖等引起的轴承异音，提出了解决轴承异音的措施，提高生产效率和产品质量。为今后更深入地探索轴承异音提供指导。

交流异步电动机;振动;轴承异音;分析;预防措施

引言

电机轴承异音是电机制造企业常见地质量问题之一。由于轴承异音产生机理复杂，又缺少分析、判定轴承异音的仪器和标准，因此该问题一直困扰者电机的生产。特别是交流异步电动机，轴承异音引起的电机返工达10%以上，造成合同延误、资源浪费，成为生产、工艺、技术、管理的难题。

1 轴承异音产生机理

噪声是一种不同频率和不同强度且无规律地组合在一起的声音，是污染环境的三大公害之一。轴承异音是轴承噪声的一部分，来源于轴承零件间偏离理想位置的运动而产生振动的声辐射。电机转动时，圆柱滚子在轴承内、外圈的滚道间自转和公转，避免不了打滑、摩擦、无规则撞击产生轴承自激振动。同时，电机制造中，存在各种偏差，使得圆柱滚子与内、外圈滚道线接触产生角度误差，也会造成轴承偏心和角度误差而引起振动等。

2 轴承异音产生的主要问题分析

2.1 机座非传动端止口变形

现场测量机座、前端盖、后端盖等各30件，绘成横坐标为止口直径和止口圆柱度（略去基准尺寸），纵坐标为尺寸占比的分布图（见图一、二、三、四）。相同点：机座、前端盖、后端盖的止口直径及止口圆柱度不呈正态分布，超越控制线；机座止口直径偏下限。不同点：机座非传动端止口椭圆占26%；非传动端端盖止口偏下限。因此机座非传动端止口椭圆是主要矛盾。

图一 机座非传动端止口

图二 机座传动端止口

图三 非传动端端盖止口

图四 传动端端盖止口

2.2 机座非传动端止口椭圆度引起非传动端端盖轴承室变形

机座两端止口着色，将传动端、非传动端端装配到其内，保持3分钟后退出端盖，机座两端止口着色部分变化很大。机座非传动端止口不着色部分无规律，说明机座止口与端盖止口接触紊乱；机座传动端止口不着色部分较明亮，说明机座止口与端盖止口过盈较大。总之，装配后的非传动端端盖止口受力不均。

机座装配端盖、转子后，测量异音非传动端端盖轴承室，圆柱度变化较大。以某一型号电机为例，A.百分表测非传动端轴承室，径向圆柱度0.18mm，水平圆柱度0.02mm，椭圆0.15mm；B.内径千分尺复测该轴承室，径向圆柱度0.16mm，水平圆柱度0.01mm，椭圆0.17mm；C.内径千分尺复测抽出转子后的该轴承室，径向圆柱度0.015mm，水平圆柱度0.04mm，椭圆0.15mm。三种测量方法结果相近，说明机座非传动端止口椭圆引起非传动端端盖轴承室变形。

2.3 传动端端盖结构造成传动端端盖轴承室变形

机加工心理影响，机座止口偏下差，端盖止口偏上差，二者0.002mm～0.22mm过盈偏向上限，装配后的传动端端盖轴承室变形。现场测量20台机座装配传动端端盖，观察传动端端盖轴承室变化。测量轴承室外侧，径向大、水平小；测量轴承室内侧，径向小、水平大；测量轴承室内、外侧，径向相差0.02mm～0.1mm，水平相差0.02mm～0.14mm。

3 采取措施

消除轴承异音，就是要减小引起自激振动和强迫振动的激发力,加大引起振动的组件的阻力,改变结构的刚度的临界频率。

3.1 工序提升

3.1.1 限制机座在退火炉中放置位置、数量，严格控制机座热处理时间、温度，让机座受热、冷却均匀，彻底消除其焊接应力。

3.1.2 细化机座粗加工、精加工的工艺参数，确保粗加工与精加工间的24小时以上自然时效，去除粗加工残余应力。

3.1.3 细化工艺和可视化装配工艺，将优秀的装配方法汇集成案例，对员工进行培训，提高整体素质。

3.2 电机结构提高

传动端端盖止口与轴承室不处于同一个截面，减少其装配过盈量，提高其材料强度为铸钢。同时去消传动端端盖与外轴承盖间垫片。

3.3 定期检测端盖、轴承盖、机座的止口、轴承室、端面的形位公差。

3.4 制定轴承异音工艺标准

符合下列所有条件，不作为轴承异音考核。

3.4.1 符合用户提出的油田交流异步电动机轴承异音个性化要求。

3.4.2 符合技术条件、试验大纲对电机轴承温升、振动、噪声试验的要求。

3.4.3 符合转轴加工、转子动平衡、转子轴伸径向跳动量的要求。

3.4.4 符合机座焊接、热处理、加工的要求。

3.4.5 符合电机总装轴承油隙、端面跳动量的要求。

3.4.6 符合电机放置平稳，试验调节缓慢，轴承异音不激烈，人的感情可以接受。

4 结论

通过采取上述措施，交流电动机轴承异音大幅度下降，减轻了员工劳动强度，取得较好的经济效益。但是轴承异音是一个复杂的振动工程，也是我国电机制造业惯性问题之一，因此油田交流异步电动机轴承异音还需更深入探索。

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