電機(jī)轉(zhuǎn)子所用的油潤(rùn)滑球軸承的特點(diǎn)是承受載荷小、精度高、壽命長(zhǎng)、摩擦力矩小、穩(wěn)定性高。在正常工作情況下，影響軸承使用壽命、摩擦力矩和可靠性的重要因素是軸承的潤(rùn)滑。軸承在特定的工作條件下(如真空密閉環(huán)境等)時(shí)，只能依靠保持架內(nèi)所含潤(rùn)滑油來(lái)維持軸承的潤(rùn)滑，保持電機(jī)轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，屬于一次性潤(rùn)滑。電機(jī)轉(zhuǎn)子的特殊工作環(huán)境(真空密閉)和長(zhǎng)壽命要求，即使使用了含油保持架軸承也難以滿足要求，必須提供與之相適應(yīng)的供油系統(tǒng)，進(jìn)行補(bǔ)充供油，才能保障軸承的充分潤(rùn)滑。在對(duì)軸承進(jìn)行供油時(shí)，需要對(duì)軸承潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行分析，以確定補(bǔ)充供油的大概時(shí)間。
軸承的潤(rùn)滑盡管已有了很多的理論計(jì)算公式和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但都有相當(dāng)大的局限性。計(jì)算公式的數(shù)學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般都是在理想工藝質(zhì)量條件下建立的，所得的數(shù)值往往偏離實(shí)際值較大。軸承潤(rùn)滑的復(fù)雜性和系統(tǒng)性決定了試驗(yàn)和試驗(yàn)分析是檢驗(yàn)軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
軸承的一次性潤(rùn)滑壽命是指在沒(méi)有外界補(bǔ)充潤(rùn)滑的條件下，軸承依靠保持架自身所含潤(rùn)滑油建立起來(lái)的循環(huán)潤(rùn)滑所能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間。軸承失效的方式不是疲勞失效，主要是由于潤(rùn)滑不足產(chǎn)生精度失效，進(jìn)而造成軸承的磨損失效。為了研究一次性潤(rùn)滑對(duì)電機(jī)軸承壽命的影響，采用相同工作條件下進(jìn)行1∶1的模擬試驗(yàn)。
1試驗(yàn)方法
采用16套7004球軸承分8組進(jìn)行(電機(jī)轉(zhuǎn)子)軸承一般成對(duì)使用試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)電流、電壓和轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。當(dāng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流超出電流性能指標(biāo)并出現(xiàn)異常時(shí)，即認(rèn)為軸承失效。
試驗(yàn)前，對(duì)軸承進(jìn)行篩選和評(píng)估，挑選出合格的軸承進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法和流程如下：
(1)按照清洗規(guī)范對(duì)軸承進(jìn)行清洗、烘干。
(2)保持架按浸油工藝進(jìn)行處理。
(3)按照跑合規(guī)范，軸承裝配后進(jìn)行初期跑合。
(4)初期跑合后按裝配工藝將軸承裝入電機(jī)轉(zhuǎn)子。
(5)根據(jù)實(shí)際工況條件，對(duì)軸承進(jìn)行一次性潤(rùn)滑壽命試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)電流、電壓和轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。
(6)待壽命試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流隨時(shí)間變化的曲線圖，并根據(jù)曲線圖做出軸承的潤(rùn)滑壽命曲線；并對(duì)壽命曲線進(jìn)行分析。
2試驗(yàn)設(shè)備及條件
試驗(yàn)設(shè)備為軸承跑合測(cè)試儀。該設(shè)備可通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)軸承進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)具備軸承跑合數(shù)據(jù)的采集和記錄功能；軸承運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)采用無(wú)鐵無(wú)刷直流電機(jī)。通過(guò)測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)軸承電機(jī)的電流、電壓和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄，準(zhǔn)確繪制出電流隨時(shí)間變化曲線，并能及時(shí)判斷出電流的波動(dòng)變化和軸承摩擦力矩的波動(dòng)性。
試驗(yàn)條件：
(1)環(huán)境溫度(20±5)℃、真空度≤10Pa。
(2)軸承的軸向載荷為30～40N(滿足電機(jī)轉(zhuǎn)子工作要求)。
(3)軸承轉(zhuǎn)速依電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際工作轉(zhuǎn)速5600r/min運(yùn)轉(zhuǎn)。
3試驗(yàn)結(jié)果及分析
試驗(yàn)重點(diǎn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流、電壓和轉(zhuǎn)速進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與記錄，并根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)做出了時(shí)間和運(yùn)轉(zhuǎn)電流的曲線，由于試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)量較大，因此，本文只根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)繪制出軸承工作電流隨時(shí)間變化的曲線，如圖1所示。
根據(jù)圖1的8組曲線，經(jīng)過(guò)整理后，相對(duì)應(yīng)的可以得出軸承在一次性潤(rùn)滑過(guò)程中的潤(rùn)滑壽命曲線，如圖2所示。
由圖2曲線可知，軸承在一次性潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)了大約25個(gè)月，并將整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程分為4個(gè)階段：潤(rùn)滑充分階段、潤(rùn)滑平衡階段、潤(rùn)滑不足階段和潤(rùn)滑破壞階段。
當(dāng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)遭到完全破壞后，軸承的溫升和運(yùn)轉(zhuǎn)電流急劇增大，并伴隨有明顯刺耳的干摩擦聲音。潤(rùn)滑破壞區(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不到1個(gè)月。
4 結(jié)論
(1)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承不進(jìn)行補(bǔ)充供油的情況下，軸承的使用壽命只能滿足22個(gè)月的正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸承進(jìn)行補(bǔ)充潤(rùn)滑的供油時(shí)間應(yīng)選擇在軸承潤(rùn)滑不足之前，考慮到軸承在潤(rùn)滑平衡區(qū)的后半段有可能已經(jīng)出現(xiàn)微觀的干摩擦和潤(rùn)滑不足(電性能沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái))，為確保軸承潤(rùn)滑的可靠，可適當(dāng)將供油時(shí)間提前到15～18個(gè)月。
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