本书以图文并茂的形式,向广大读者介绍了电机常用滚动轴承的分类、代号表示方法、设计选型技术、润滑的机理和选型、油路及润滑设计、再润滑的周期计算、寿命计算、装配和拆卸工艺、外形尺寸和游隙的测量,电机运行中的轴承噪声与振动分析、测量及故障处理,日常维护保养和运行监测,轴承失效分析、常见故障分析和判断等方面的知识。后一章以问答的形式给出了一些轴承故障案例。附录给出了常用滚动轴承的使用参数、我国新旧轴承型号对比、中外轴承型号对比、常用轴承游隙等资料,供读者选型时参考使用。
本书可供电机设计和研究人员学习参考,可作为与轴承有关的设备使用和维修人员的日常工作指导用书,也可用作技术学校相关专业师生的教材和参考资料。
电机轴承应用技术是电机技术和轴承技术之间的交叉学科,同时应用技术又是理论知识和实践经验的结合产物。本书系统地将应用知识进行梳理,搭建电机技术和轴承技术的桥梁。
《电机轴承应用技术》出版3年多以来,受到了广大电机工程师的热烈欢迎。原本编写这本书的目的是给电机设计人员提供一个系统的设计参考资料,出乎作者意料的是,该书发行之后,还得到了很多设备厂家的电机使用者、大专院校的学生和老师,以及轴承行业从业人员的支持和鼓励。
得益于现代信息沟通工具的便捷性,作者经常通过“电机轴承问题终结者”公众号与数千名读者进行实时直接沟通。在这些沟通中,作者有时回答一些读者的问题,有时也发现了书中的一些需要进一步完善和补充的地方。鉴于此,萌生了编写《电机轴承应用技术》(第2版)的想法,以对第1版进行内容的调整补充。
本次调整和补充的主要内容如下:
(1)对章中轴承基础知识部分进行了修订和补充。将书中引用的标准等信息进行了更新,同时删除了过时的标准和相应的内容;增加了电机常用几种类型轴承的性能简介,以便于电机轴承工程师随时查阅和了解。
(2)重新撰写了第五章。第1版中在第五章介绍了电机轴承寿命校核计算的相应内容,并给出算例。第2版中增加了电机轴承受力计算、电机轴承当量负荷计算、电机轴承寿命调整等内容。同时将第1版中电机轴承寿命计算的方法重新进行了梳理。在第2版中增加了电机轴承校核计算的其他内容,包括电机轴承小负荷计算、电机轴承温度、润滑校核等。这样就可以涵盖电机轴承校核计算的大部分内容。
(3)重新编写了第九章轴承失效分析的内容,根据新发布的国家标准,更新了轴承失效分类以及相关的命名等内容。
(4)增加了第十章基于大数据和人工智能技术的电机轴承智能运维的内容。随着工业智能化的发展,大数据技术与人工智能技术被广泛应用,在电机轴承运维过程中,数据分析技术的应用也越来越成为广大电机工程师需要学习和了解的内容。因为这些技术在电机轴承应用中是处于运行过程中的应用,按照时间顺序应该放在投入使用之后,处于状态监测实现到轴承失效之间,所以这一章本应设置在轴承失效分析之前,但是这部分技术相对比较前沿和新颖,与以往技术有很大差别,需要工程师具有相应的数据处理基础和编程基础,专业知识差距较大,因此放在第十章进行介绍。工业大数据和人工智能技术在工业领域中的落地应用尚在探索阶段,本书仅根据作者近年来的实践经验,结合实际案例梳理这部分技术内容的工程实际应用,并非系统介绍相关技术,仅供有关技术人员参考借鉴。
(5)修正了第1版中的印刷错误。
本次再版的修订工作主要由王勇完成,才家刚负责部分修改,参加修订工作的还有赵明、常东方、齐永红、王爱军、王爱红、陆民凤、才家彬、赵文杰。
由于编者水平有限,书中难免有不妥甚至错误之处,望各位读者批评指正。
编者
2023年5月
编者
第2版前言
第1版前言
章电机轴承基础知识1
节轴承概述1
一、轴承的发展史1
二、摩擦与轴承2
三、轴承分类2
四、滚动轴承的基本结构、组成部件以及各部位的名称5
五、滚动轴承代号8
第二节齿轮箱常用轴承介绍16
一、深沟球轴承16
二、圆柱滚子轴承20
三、角接触球轴承23
四、调心滚子轴承26
第二章电机常用滚动轴承的性能及选择29
节轴承允许的高温度29
一、电机轴承的运行温度29
二、轴承钢热处理尺寸稳定温度30
三、轴承保持架温度范围31
四、密封件的温度范围31
五、轴承润滑脂允许的温度范围31
六、电机用滚动轴承适用的温度范围32
第二节电机轴承的转速33
一、轴承的热参考转速33
二、轴承的机械极限转速34
三、轴承热参考转速与机械极限转速和其他因素之间的关系34
四、主要轴承品牌对轴承转速的定义35
五、影响轴承转速能力的重要因素35
第三节电机轴承的承载能力39
一、电机轴承承载方向及其分类40
二、根据接触角对轴承分类40
三、轴承承载负荷大小的能力选择41
第四节电机轴承游隙的选择41
一、游隙的概念41
二、工作游隙的概念和数值计算42
三、工作游隙与轴承寿命的关系43
四、轴承游隙的选择44
五、电机生产厂遇到的游隙选型典型问题44
第三章电机轴系中的轴承结构配置及选择45
节电机轴承基本结构配置原理45
一、电机轴承配置的基本概念45
二、电机轴承的承载45
三、电机轴承结构配置的基本形式48
第二节电机轴承的典型配置方式及分析53
一、卧式安装电机基本轴承结构布置53
二、立式安装电机基本轴承结构布置63
三、电机轴承配置快速查询68
四、一个四轴承结构的磨头电机配置轴承的选型特殊案例68
第三节电机轴承配置中的公差配合选择69
一、电机轴承及相关部件公差配合(尺寸公差)选择的原理和原则69
二、电机轴及轴承室的形状位置公差73
第四节电机轴承基本尺寸的选择(轴承承载能力校核)74
一、轴承尺寸的选择75
二、轴承尺寸选择校核小结79
三、电机轴承选型小结79
第四章电机轴承润滑选择和应用80
节电机轴承润滑脂知识简介80
一、电机轴承润滑设计概述80
二、润滑脂的主要性能指标和检测方法81
三、润滑的基本原理83
四、电机轴承润滑与温度、转速、负荷的关系87
五、不同成分润滑脂的兼容性88
第二节电机滚动轴承润滑脂的选择和应用89
一、电机轴承润滑脂的选择89
二、基础油黏度选择90
三、极压添加剂的使用92
四、油脂黏度的选择93
五、其他一些工况93
第三节电机轴承油路及润滑设计93
一、油路设计93
二、轴承的初次润滑96
三、轴承的运行中补充润滑的时间间隔100
四、再润滑时油脂的添加量以及添加方法104
五、用经验曲线获得更换油脂的时间间隔105
第五章电机轴承选型校核计算106
节轴承校核计算基本概念106
一、电机轴承选型校核计算应包含的内容106
二、轴承的疲劳与轴承寿命107
三、L10寿命的概念108
四、滚动轴承疲劳寿命应用的限制及原则109
五、滚动轴承寿命校核的流程和本质含义111
第二节电机轴承受力计算112
一、电机轴系统的受力分析112
二、卧式电机轴承受力计算113
三、立式电机轴承受力计算114
第三节电机轴承当量负荷的计算115
一、当量负荷的概念115
二、不同方向的轴承负荷折算成当量负荷115
第四节电机轴承基本额定寿命校核计算与调整寿命118
一、电机轴承基本额定寿命计算118
二、轴承基本额定寿命的调整119
第五节电机的工作制与轴承寿命计算的调整124
第六节电机轴承静态安全系数计算125
第七节电机轴承小负荷校核126
一、轴承小负荷的含义126
二、轴承小负荷计算方法126
第八节电机轴承选型的其他校核128
一、电机轴承的转速校核128
二、电机轴承的温度校核129
三、电机轴承的润滑校核129
第六章滚动轴承的装配和拆卸工艺130
节滚动轴承的装配工艺130
一、装配前的准备工作130
二、装配工艺132
三、装配后的初步检查139
第二节滚动轴承的密封140
一、自带密封140
二、外加密封140
第三节滚动轴承的拆卸工艺142
一、拆卸工具142
二、拆卸工艺144
第七章电机运行中的轴承噪声与振动分析146
节电机噪声相关知识146
一、噪声概述146
二、噪声与振动的定义及其关系146
第二节电机轴承噪声147
一、电机噪声的基本来源147
二、电机轴承噪声及其传播147
三、电机轴承的噪声简述148
四、电机轴承正常运行状态分析和振动噪声148
五、轴承的非正常振动和噪声产生的原因分析154
六、电机轴承的非正常噪声的处理方法161
七、电机轴承振动和噪声以及听感噪声162
第八章电机轴承维护与状态监测165
节设备维护的基本策略165
一、设备维护基本方式165
二、设备维护的程度166
三、电机轴承预防性维护流程167
第二节电机轴承状态监测和频谱分析169
一、电机轴承状态监测概述169
二、电机轴承振动信号分析(频谱分析)169
三、电机轴承频谱分析举措174
四、电机轴承状态监测小结178
第九章轴承失效分析技术179
节轴承失效分析概述179
一、轴承失效分析的概念179
二、轴