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      空调用电机与轴承使用

      2019-09-28

      摘 要:在商用、家用空调领域常用多面出风产品,其结构特点为吊装电机配混流风叶。与挂壁空调等产品不同,上述产品对电机与轴承的装配及相关工艺要求更高。如果相关工艺处理不好,很容易导致电机轴承寿命降低、品质下降、产品音质不良。因此从可靠性角度出发,有必要对空调用电及及轴承使用进行说明分析。
        关键词:轴承;轴承异音;原因分析
        1.技术背景
        在商用、家用空调领域常用多面出风产品(如图1),其结构特点为吊装电机配混流风叶。与挂壁空调等产品不同,上述产品对电机与轴承的装配及相关工艺要求更高。如果相关工艺处理不好,很容易导致电机轴承寿命降低、品质下降、产品音质不良。

        2.问题分析
        针对此款电机的安装方式与轴承受力进行分析。首先,定义电机长轴端轴承为1#轴承;短轴端为2#轴承,如图3。电机内的1#、2#两套轴承由于受到波片弹力与转子自重作用下,轴承的内外圈所受力的方向,如图4。
        从上述产品中抽取五台电机进行拆解分析。对5个转子上两端轴承用手感觉其灵活性,发现这两套轴承都有同一个特性,就是单边旋转有明显卡滞现象,而另一面相对较好。
        1#、2#轴承在a面受力旋转时都会有明显手感不良,但是b面旋转却手感良好,如下图5。结合电机内轴承所受力方向来看,向着与受力方向一致旋转就会有明显转动不顺畅,而反向就较为好一些。初步认为这是轴承滚道与钢球之间产生干磨擦的可能。
        将轴承取下并对其各项技术参数进行检测,数据如下表1。从表格可以看出,内径、外径、轴承硬度指标均在生产工艺控制范围内。注脂量有两套偏低,与清洗误差关系。轴承振动等级已经成为Z1组,受力方向的一面分贝值也要高于另一向(合格产品均为Z4组,分贝值≤27dB)。


        从以上用显微镜放大63倍进行检查所拍的图片来分析:
        1)轴承1内油脂比轴承2变色严重,这与电机结构有一定关系。因为电机短轴端端盖是封闭的,长轴端端盖有些散热排气孔。这说明电机绝缘漆烘干程度不够内部残留的酸性气体会顺着排气孔往外流,所以对长轴端的轴承1影响较大,变色也就越加严重。
        2)内圈滚道、外圈滚道和钢球表面均有严重的微动磨损痕迹。每颗钢球与滚道接触位置处都有2~3个点,这是因为电机转子有几次非常轻微的转动,整个滚道对应钢球颗数有8处这种缺陷。
        3.综合分析
        3.1电机在装入整机后在较长时间内处在一个封闭的包装箱内,电机漆包线上残留的绝缘漆挥发出的酸性物质得不到充分的排出,容易被油脂吸收,并与油脂产生水解反应(漆内甲醛+水分子→甲酸+润滑脂→水解→腐蚀)。导致油脂出现变色,油膜变薄,不耐冲击,并且各项指标均降低。
        3.2电机长时间处于静止状态,轴承受到波型片作用力下钢球压住滚道,导致钢球与滚道表面干接触。该电机轴承的油脂是低噪音、低粘度的特性,润滑脂未不能形成很好的保护油膜。加上长途运输的颠波振动更会加剧了接触点间的微动磨损。所以才造成接触点部位产生了磨痕,待电机工作时噪音也因此产生。
        3.3润滑只有在不断的运转条件才能连续分离出抗磨润滑剂。润滑脂就如同海棉浸了油一样是需要给它力才能挤出油。并且在静止状态下润滑脂产生氧化速度要比运动时更快,油脂的性能也会产生影响。
        4.结束语
        4.1电机绝缘漆选用性能更加稳定的材料,如:使用非溶剂型绝缘漆、不含酸性成份的溶剂清漆。需确保定子烘干时间和凉干工艺,并且在通风处让有害气体释放完全Z少4小时以上。库存产品存放必须保证内部的通风状态及控制温度和湿度,让残留有害气体得到充分排出包装箱。并且电机不宜停放时间过长。
        4.2该轴承油脂主要是低噪音,其油膜非常薄,抗微动磨损性能不好。建议根据电机功率和使用场合不同(如商用中央空调,家用小型中央空调,柜机等功率不一样受力也不一样同)尽可能选用粘度高、油膜厚一点的油脂,这样轴承抗微动磨损会有很大改善。
        4.3电机装配后能够连运转3~5分钟,使轴承内油脂更均匀,形成较均匀的油膜。
        4.4电机内轴承轴向预压力计算方法与建议范围:轴向预压力=轴承径向额定静载荷*2%。


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