By
Оба формата вертикальный и горизонтальные двигатели имеют несколько структурных сходств, особенно в использовании подшипников для поддержки ротора. Эти подшипники имеют решающее значение для обеспечения плавной и стабильной работы двигателя за счет управления силами, создаваемыми весом ротора. Несмотря на это сходство, ориентация двигателя существенно влияет на то, как эти силы распределяются и управляются подшипниками.
Ориентация двигателя влияет на характер сил, действующих на подшипники. В горизонтальном двигателе подшипники на обоих концах воспринимают вес ротора как радиальную нагрузку, равномерно распределяя нагрузку. И наоборот, в вертикальном двигателе вес ротора становится осевой нагрузкой. Этот сдвиг требует, чтобы подшипники воспринимали другой тип силы, что влияет на их конструкцию и выбор.
В горизонтальных двигателях основная нагрузка на подшипники радиальная, возникающая под действием силы тяжести ротора. Эта радиальная нагрузка, приложенная перпендикулярно оси вала, распределяется между обоими подшипниками. Такая конфигурация гарантирует, что ротор остается сбалансированным и работает эффективно, а подшипники обеспечивают необходимую поддержку и устойчивость.
В вертикальных двигателях сила тяжести ротора оказывает осевую нагрузку вдоль вала двигателя. В отличие от горизонтальных двигателей, где подшипники воспринимают радиальные нагрузки, подшипники вертикальных двигателей предназначены для восприятия этой осевой силы. Это изменение требует использования подшипников, способных выдерживать значительные осевые нагрузки для поддержания положения ротора и обеспечения правильной работы двигателя.
Для упрощенного анализа предполагается, что на двигатель не действуют никакие внешние осевые или радиальные силы, кроме веса ротора. Кроме того, игнорируется любая радиальная нагрузка, возникающая из-за асимметрии воздушного зазора из-за небольшого смещения осевых линий статора и ротора. Эти предположения помогают сосредоточиться на основных силах, воздействующих на подшипники, обеспечивая более четкое понимание их роли в различных ориентациях двигателя.
Подшипники двигателя обычно имеют один конец, расположенный, а другой плавающий. Установочный концевой подшипник рассчитан на осевые нагрузки, обеспечивая правильное выравнивание ротора. Подшипник с плавающим концом воспринимает радиальные нагрузки и допускает тепловое расширение и небольшие смещения без создания дополнительных напряжений на подшипниках.
Фиксированный или позиционирующий концевой подшипник воспринимает как осевые, так и радиальные нагрузки, обеспечивая стабильность и точное выравнивание ротора. Напротив, подшипник с плавающим концом в первую очередь воспринимает радиальные нагрузки, допуская осевое перемещение из-за теплового расширения или других факторов. В вертикальных двигателях вес ротора действует как осевая сила на позиционирующий концевой подшипник, требуя, чтобы он выдерживал эту нагрузку без значительного износа или отказа.
Для пояснения используются термины «конец с удлинением вала» и «конец с удлинением вала». Конец удлинения вала — это место, где вал двигателя выходит из корпуса двигателя, часто используемый для соединения с другими механическими компонентами. Конец, не являющийся удлинителем вала, находится на противоположной стороне двигателя.
Принципы, определяющие конфигурацию подшипников и распределение нагрузки, остаются неизменными независимо от того, расположен ли конец вала сверху или снизу в вертикальном двигателе. Ключевым моментом является обеспечение того, чтобы позиционирующий концевой подшипник, воспринимающий осевую нагрузку, был соответствующим образом спроектирован и обслуживался так, чтобы выдерживать вес ротора и любые дополнительные силы, возникающие во время работы.
Три аспекта, на которые следует обратить внимание:
1. Выбор подшипников на обоих концах.
Поскольку позиционирующий конец воспринимает осевую силу, для позиционирующего конца необходимо выбрать подшипник, способный выдержать осевую силу. Непозиционированный конец не имеет значения. Наиболее распространенным выбором является то, что радиальные шарикоподшипники, радиально-упорные шарикоподшипники и т. д. могут выдерживать осевые нагрузки и могут использоваться в качестве позиционирующих концов; Цилиндрические роликоподшипники серии NU/N не выдерживают осевых нагрузок и не могут использоваться в качестве позиционирующих концов. Сферические роликоподшипники могут выдерживать осевые нагрузки, но при восприятии осевых нагрузок один из двух рядов роликов легко перегружается, поэтому требуется специальный анализ реальных проблем.
2. На удлинителе вала имеется радиальная нагрузка.
Если на удлинительном конце вала имеется внешняя радиальная нагрузка, когда подшипник также подвергается воздействию силы тяжести ротора (осевая сила), сила на подшипнике удлинительного конца вала будет относительно большой; если посмотреть на другой конец, кажется, что на конце удлинителя без вала нет нагрузки. . В этом случае размер подшипника на конце подшипника будет больше, а подшипник на невыдвижном конце будет меньше. Такое соответствие размеров подшипников приведет к дисбалансу производительности и стоимости. Это не только неэкономично, но и может вызвать проблемы с подшипниками.
3.Удобство обслуживания
При обслуживании подшипников учитывайте условия нагрузки подшипников на обоих концах. Поскольку позиционирующий концевой подшипник воспринимает комбинированные нагрузки (осевые и радиальные), он требует большего обслуживания и требует более частой разборки. Затем, когда подшипник, требующий большего обслуживания, размещается на невыдвижном конце вала, при выполнении технического обслуживания необходимо учитывать, будут ли выполняться дополнительные действия по разборке вентилятора, лобового стекла и других компонентов. Мы не можем ответить одним словом, лучше расположить позиционирующий концевой подшипник вертикального двигателя сверху или снизу. Каждый выбор необходимо адаптировать к соответствующим условиям работы. Только после понимания основных принципов мы сможем адаптироваться к изменениям и сделать правильный выбор.
Заключение
В заключение, решающее значение имеет понимание структурных сходств и различий между вертикальными и горизонтальными двигателями, особенно с точки зрения подшипниковых сил и конфигураций. Всесторонне анализируя силы, действующие на подшипники, и учитывая последствия различных конфигураций подшипников, мы можем принимать обоснованные решения по оптимизации конструкции и технического обслуживания двигателя. Такой подход обеспечивает эффективную и надежную работу двигателя в различных приложениях.
