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电机轴承和齿轮引起电机振动的机械诱因是什么?(一)

在小型电机中,通常使用的是滚珠轴承,滚动体(钢球)在内圈和外圈滚动的机械接触,它们被一层润滑油包围,可以轻微的缓冲作用,使接触面稍微扩大。如果滚动元件和环形滚道足够圆且未损坏,压缩力和润滑剂运动引起的接触点轴向弹性变形,仅产生宽频带(频谱)的振动,润滑剂能抑制震动。

如果没有足够的润滑剂或润滑剂的粘度不正确,振动将增加(“金属的硬声”噪音),接触点的压力增加,材料疲劳增加以及滚道损坏,特别是轴承的轴向过载,会导致更快的材料疲劳。

径向滚珠轴承由于其制造和操作方式而具有径向轴承间隙,如果外环或内环上的弹性轴向预载荷引起的径向游隙被压缩到零,轴承球则不能最佳地传递径向力。

在这种情况下,轴承的安装配合和装配质量起着重要的作用,在一定的旋转速度下,球实际上是同步运行的,而不是在一个圆形的或波浪形的路径上。在轴承托架中发生自感应轴向振动,其被称为啸叫噪声,在轴承中,我们主要会遇到产生弹性力的运动,而弹性力又会导致振动以及产生振动运动的力,这意味着存在位移激励和力激励,因此在理论分析个别情况时必须同时考虑两者。

在电机制造技术中不可能使主轴和转子的旋转轴完全对齐,虽然可以保持较低的偏差,但是小型电机的典型高速会产生大量离心力,即在支撑点处具有模态阶数r=1的圆周径向力,在弹性方面,这会导致支撑点的周向径向挠度增大或减小。根据惯性轴与旋转轴(平行或角度)的偏差,可以有径向力,在空间上,它们是同相或异相,或是相同的组合,并因此是由这些力引起的运动(从摇动到翻滚运动),轴之间的平行不匹配称为静态不平衡,角度不匹配称为动态不平衡 。

在每台电机中,除了期望的力、转矩和运动之外,不可避免地还会产生不希望的力、转矩和运动。不期望的波动(振荡转矩)叠加在期望的电动机转矩上,这导致了旋转运动的振荡。所有这些运动都构成结构噪声,它们被传递到电机的振动表面。

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