浅析电机轴承异音与预防措施

龚三元

（湖南联诚轨道装备有限公司，湖南 株洲 412001）

电机制造业中，电机轴承异音是比较常见的质量问题。因电机轴承产生异音原理十分复杂，由于缺乏相应的仪器和规范标准来具体检测和分析轴承异音出现的原因，这是一直困扰着电机制造商。以异步交流电机为例，因轴承异音而造成电机返工率达10%甚至更多，造成工期延误和资源浪费问题，是电机生产过程中的难题。

1 电机轴承产生异音原因

1.1 轴承异音

所谓噪声，就是频率不同、强度不同且以无规律的状态组合的声音，这种声音对于环境污染是属于公害污染之一。轴承中产生的这种声音就是轴承异音中的一部分，也称轴承噪声，噪声因轴承零件运动时未按照理想位置运行造成电机振动而产生。电机滚动轴承经常会出现异常振动，引发噪声，已经成为考核设备电机是否符合正常工作状态的标准之一。正常电机转动是指在轴承内圈和外圈的轨道中，按照相应规律转动，而不是因种种原因造成地出现了打滑或者摩擦，轴承在被无规则撞击后产生振动。在电机制造时，很容易出现偏差，这就使其再与滚道接触后的运行轨道产生误差，因角度误差轴承就会出现偏心引起振动。

1.2 轴承异音产生原因分析

1.2.1 轴承本身运行特点

电动机如使用的深沟球轴承，此类轴承主要应用在承受载荷，包括轴向和径向载荷。如是纯径向载荷，其接触角是零。此类轴承运行时，在轴承内圈和两侧均有挡边，但在外圈并无挡边支撑，因此轴承允许相对轴呈双向位移，而轴承可以承受一定范围压力后伸长。同时相对于深沟球类轴承来说轴承的间隙偏大，轴承受力形是固定的，相对于深沟球轴承来说点受力较好。轴承的运动轨迹为椭圆形，轴承呈椭圆形运行时，轨迹着力点不同且受力也不同；下部是轴承主要受力点，相对于深沟柱轴承来说，其受力点是直线形，在轴承的运转时速度很快，但轴承是有间隙的，在受力点发生改变，运动轨迹也发生改变。

1.2.2 有异物侵入

轴承虽未经使用，但在轴承包装拆除后，在外裸放太久，异物侵入后轴承滚动体和滚道摩擦时摩擦力因异物而增大，产生噪声。

1.2.3 轴承膨胀

在电动机运行时是受轴向力的，拖动时负载平稳，一般来说深沟由前轴承改换为深沟球轴承，而轴承之间间隙一般为C3，运行要求基本可以满足。在轴承受热后轴承温度过高出现膨胀，圆柱滚子运行轨迹发生改变，出现噪声。

1.2.4 轴承滚动体表面粗糙

轴承滚动体微观表曲并不是平滑的，相对比较粗糙，滚动体也是粗糙的，摩擦力滚动体运动时会发生冲击，这种冲击脉冲并不是低频的，而是高频的，相对于标准参数值来说，高频干扰参数略高。深沟运行时滚道较多接触，高频冲击产生，导致电机设备异响。轴承在经过清洗后未进行装配之前，如果噪音大，未加润滑剂也是一个重要的原因，同时要防止时间过久、防锈油被风干出现杂音。

2 轴承异音预防措施

消除和预防轴承异音，可以采用以下几种措施。

2.1 提高员工素质，细化装配工艺

游隙公差分配至外、内沟道以及钢球直径上，并严格遵照分配后的尺寸偏差度控制；合套方式实现全互换或分组互换，以解决以人工合套方式所带来的问题。以轴承6310为例，可加工套圈，以外沟道的直径尺寸偏差为依据，进行钢球直径尺寸选择，装配时钢球和外沟道以按照其直径尺寸偏差选配；细化装配工艺，选取和吸收优秀加工装配方法，形成优秀案例集，对所有员工进行装配工艺培训；定期邀请专家举办专项讲座或者召开培训会，组织所有员工积极参与，提高员工的整体素质。

2.2 优化电机结构

轴承室和传动端的端盖止口并不在同一截面上，在装配过程中，要减少材料过盈量。在材料选用上，也要注意材料强度，由普通材料改为铸钢材料；在垫片的选择上，也要酌量选择，适时去除。在电机自由端均采取加装波形弹垫，控制活动端轴承活动量在合理范围。电机游隙要控制，必须符合规范要求；公差带选用时要谨慎，同时提高计算精度，确保沟道减小损伤。

2.3 改变轴承安装方法

根据轴承工作时载荷与温度变化造成的游隙变化，预留补偿量，确定合适的安装游隙。轴承安装时，一般采用热压的方法，改变轴承安装方法，轴承安装从原来的热压改为用专用压力机冷压的方法，这种方法能够很好地预防轴承受热变形问题。需要注意的是，对轴承进行安装时，要注意轴承结构、轴承配件尺寸，和各部件配合方式确定安装方法，压力不能用直接作用于滚动体的方式，而是将压力直接加之于套圈端面且只能是配合紧的套圈端面。

2.4 控制端盖轴承室尺寸

端盖是牵引电机的关键部件,其轴承室的尺寸精度、表面粗糙度要求相对较高。盖轴承室的尺寸是影响电机质量的主要因素之一，所以应严格控制端盖轴承室尺寸，缩小公差。端盖轴承室的制作工艺采用滚压工艺提高表面粗糙度。

2.5 严格控制轴承质量

控制轴承质量就要求在轴承原材选用时严格控制。在轴承选用时，全部采用进口NSK、SKF轴承；在轴承入场后，对轴承进行入厂检验，百分之百检测轴承的噪音指标。检测仪器可选用AO910检测仪，如果音质好且表针稳定，则说明轴承内清洁度好且防锈油、润滑剂中无机械颗粒；沟道尺寸检测可采用D022或D023等专业检测仪，可使检测精度提高。当然，不同类型的轴承可采用不同的检测方法。

2.6 转变转轴轴承档的磨削加工方式

由于对轴承尺寸精度和几何精度的要求非常严格，所以首先要注意的是出现不合格品问题。转轴轴承档的磨削加工方式，由原来单独在铸铝转子套轴前调整到套轴及转子外圆加工后进行；砂轮接杆和轴选择要严格，必须保证刚性和尺寸都符合规范要求，各个参数必须合理，自锐性、磨粒度、硬度等；金刚石笔角度要及时调整，保持磨具工作状态；磨光时间的设置要严格遵守《作业指导书》的规定，如有必要，需调整磨光时间。

2.7 防止装配异物侵入

在电机轴承进行装配时，防止装配时异物侵入十分重要。装配间采用无尘室，同时端盖油盖装配前一律清洗，有效防止灰尘铁屑等污物进入轴承里面；轴承安装配件法兰盘要安装防尘圈并用橡胶封好，防尘效果更好。法兰盘细节如图1所示。

1.定位螺孔 2.轴承外套止推面 3.油封槽 4.防尘圈槽

3 结语

电机轴承产生异音原理十分复杂，轴承本身运行特点、有异物侵入、轴承膨胀轴承、滚动体表面粗糙等原因都会导致电机轴承异音，因此提升加工工序、改善电机结构、改变轴承安装方法、控制端盖轴承室尺寸、严格控制轴承质量、转变转轴轴承档的磨削加工方式、防止转配异物侵入等方法都是预防和解决电机异音的有效措施。以上措施能够使电机轴承异音率下降的同时，也能节约电机制造成本，取得良好的效益回报。

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