By
Между ними имеется несколько структурных сходств. вертикальный и горизонтальные двигатели; оба типа используют подшипники для поддержки ротора. Подшипники играют важную роль в обеспечении плавной работы двигателя, поглощая силы, вызванные весом ротора. Несмотря на структурное сходство, ориентация двигателя играет значительную роль в распределении и поддержании этих сил.
Ориентация двигателя определяет характер сил на подшипниках. В горизонтальном двигателе вес ротора действует как радиальная нагрузка на подшипники на обоих концах и распределяется между ними поровну. В случае вертикального двигателя вес ротора становится осевой нагрузкой. Этот сдвиг требует, чтобы подшипники справлялись с другим типом силы, что влияет на их конструкцию и выбор.
В горизонтальных двигателях подшипники имеют большую нагрузку радиально к подшипникам из-за силы тяжести ротора. Эта радиальная нагрузка, действующая перпендикулярно оси вала, равномерно распределяется между двумя подшипниками. Таким образом, ротор остается сбалансированным и работает эффективно, а подшипники поддерживают его со стабильностью.
В вертикальных двигателях гравитация тянет ротор вдоль вала двигателя. В то время как в горизонтальных двигателях подшипники несут радиальные нагрузки, в вертикальных двигателях подшипники настроены на то, чтобы выдерживать эту осевую силу ротора. В свою очередь, это означает, что подшипники должны быть способны выдерживать значительные осевые нагрузки, чтобы удерживать ротор на месте и поддерживать правильную работу двигателя.
Упрощенно, предполагается, что двигатель не подвергается внешним осевым и радиальным силам, кроме веса ротора. Кроме того, при небольших смещениях осей статора и ротора, которые легко могут возникнуть в нормальных рабочих условиях, любой асимметричный воздушный зазор приведет к радиальной нагрузке. Эти предположения необходимы только для упрощения базового объяснения основных сил, действующих на подшипники, и придания большей ясности их роли при различных ориентациях двигателя.
Подшипники в двигателях обычно располагаются таким образом, что один конец находится на месте, а другой свободен. Подшипник на фиксирующем конце предназначен для восприятия осевых нагрузок, поддерживая правильное выравнивание ротора. Подшипник на свободном конце может воспринимать радиальные нагрузки и допускает некоторое тепловое расширение и небольшую несоосность без дополнительных напряжений в подшипниках.
Фиксированный или позиционирующий концевой подшипник выдерживает осевые и радиальные нагрузки, обеспечивая при этом устойчивость и точное выравнивание ротора. С другой стороны, плавающий концевой подшипник управляет большей частью радиальных нагрузок, допуская осевое перемещение, вызванное тепловым расширением или другими причинами. В вертикальных двигателях вес ротора прикладывает осевое усилие к позиционирующему концевому подшипнику, и этот подшипник должен быть спроектирован так, чтобы воспринимать эту нагрузку без значительного износа или отказа.
Чтобы было понятнее, определяются термины «конец удлинения вала» и «конец удлинения не вала». Конец удлинения вала — это то, чем вал двигателя выступает из корпуса двигателя, что обычно используется для соединения с другими механическими частями. Конец удлинения не вала находится на противоположной стороне двигателя.
Независимо от того, находится ли удлиненный конец вала сверху или снизу, существуют схожие принципы в конфигурации подшипника и распределении нагрузки для вертикального двигателя. Основная проблема заключается в том, чтобы подшипник на позиционирующем конце был соответствующим образом спроектирован для восприятия осевой нагрузки, чтобы удерживать вес ротора и дополнительные силы при работе.
Три аспекта, на которые следует обратить внимание:
1. Выбор подшипников на обоих концах
Поскольку позиционирующий конец несет осевую силу, подшипник, который может выдерживать осевую силу, должен быть выбран на позиционирующем конце. Это не имеет значения для непозиционированного конца. Наиболее распространенным выбором является то, что радиальные шарикоподшипники и радиально-упорные шарикоподшипники и т. д., которые могут выдерживать осевые нагрузки, могут использоваться в качестве позиционирующих концов; цилиндрические роликоподшипники серии NU/N не могут выдерживать осевые нагрузки и не могут использоваться в качестве позиционирующих концов. Сферические роликоподшипники могут выдерживать осевые нагрузки, но при поддержании осевых нагрузок один из двух рядов роликов будет легко перегружаться, и поэтому конкретные фактические проблемы должны быть проанализированы в частности.
2. На концевой конец вала действует радиальная нагрузка.
Другими словами, если на конце выступа вала имеется внешняя радиальная нагрузка, подшипник несет тяжесть ротора, и, таким образом, осевая сила будет относительно большой. В то же время, если смотреть с другого конца, то конец выступа, не являющийся валом, кажется не имеющим никакой нагрузки. Когда это так, то размер подшипника на выступающем конце будет больше, а на невыступающем конце меньше. Такой тип соответствия размеров подшипника сделает его производительность и стоимость несоразмерными. Неэкономично, и это также может создать некоторые проблемы для подшипника. 3. Удобство в обслуживании При обслуживании подшипников состояние нагрузки подшипника на одном конце и другом конце.
3. Удобство обслуживания
Поскольку подшипник позиционирующего конца будет выдерживать комбинированные нагрузки в осевом и радиальном направлениях, он, как правило, нуждается в более частом техническом обслуживании и его придется чаще разбирать.
Затем, при поиске подшипника, требующего более тщательного обслуживания, на невыдвижном конце вала, во время обслуживания необходимо учитывать, есть ли дополнительные шаги по демонтажу вентилятора, ветрового стекла и других компонентов. Мы не можем ответить одним словом, лучше ли разместить подшипник позиционирующего конца вертикального двигателя сверху или снизу. Каждый выбор должен адаптироваться к соответствующим условиям работы. Только после понимания основных принципов мы можем адаптироваться к изменениям и сделать соответствующий выбор.
Заключение
Важно понимать структурные сходства и различия между вертикальными и горизонтальными двигателями, уделяя особое внимание силам подшипников и их конфигурациям. Всесторонний анализ сил на подшипниках, а также рассмотрение последствий различных конфигураций подшипников, будет полезен для принятия обоснованных решений по оптимизации конструкции двигателя и его обслуживанию. Такой подход обеспечит эффективную и надежную работу двигателя во многих приложениях.
