Bearing,含油轴承

更新时间:2023-06-03 16:58:24 阅读：评论：0

目录Contents
第五章磁铁(Magnet) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 §5.1 永磁材料(Permanent Magnet Material). . . . . . 1 5.1.1 永磁材料的特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 剩磁Br、矫顽力Hcb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 内禀矫顽力Hcj . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 回复磁导率r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 最大磁能积 (BH)max . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 磁感应温度系数b、居里点Tc . . . . . . . . . . 2 6 各向同性輿各向异性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5.1.2 永磁鐵氧體(Ferrite Magnet) . . . . . . . . . . . . . 3 1 鐵氧體的特點(Features of Ferrite) . . . . . . . . . 3 2 濕(Wet)壓成型與干 (Dry)壓成型. . . . . . . . . . 3 3 鋇(Ba)鐵氧體和鍶 (Sr)鐵氧體 . . . . . . . . . . . 4 4 粘接鐵氧體―橡膠磁鐵(Rubber Magnet) . . . 4 5 溫度特性、低溫不可逆去磁 . . . . . . . . . . . . . 5 5.1.3 釹鐵硼(NdFeB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5.1.4 鋁鎳鈷(AlNiCo)及稀土鈷(Rare Earth Co) . . 6 5.1.5 国內外電機用永磁材料磁性能 . . . . . . . . . . 6 §5.2 永磁電機對磁鐵的性能要求 . . . . . . . . . . . . 9 §5.3 磁鐵結構設計(Structure Design) . . . . . . . . 11 5.3.1 基本要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 5.3.2 直流馬達磁铁结构設計 . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5.3.2.1 基本结构形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5.3.2.2 主要尺寸的确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 5.3.3 永磁同步电机磁铁结构設計 . . . . . . . . . . . 15 樱桃怎么洗5.3.3.1 磁路结构形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3.3.2 主要尺寸的确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.3.4 JEI 常用磁铁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 §5.4 磁鐵裝配 (Magnet Fixing) . . . . . . . . . . . . . 19 5.4.1 彈弓固定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.4.2 膠粘劑固定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5.4.3 橡膠磁鐵的裝配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5.4.4 同步電機磁鐵裝配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 §5.5 充磁(Magnetization) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5.5.1 充磁的基本要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.5.2 充磁方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5.5.3 充磁夾具(Tooling) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24	第六章軸承 (Bearing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 §6.1 杯士(Bushing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.1.1 概述(Introduction) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6.1.2 杯士的工作特性(Operating Characteristics) .. 38 6.1.2.1 滑動特性(Sliding Properties) . . . . . . . . . . . . 38 6.1.2.2 摩擦系數(Friction Coefficient) . . . . . . . . . . . 38 6.1.2.3 工作溫度(Working Temp) . . . . . . . . . . . . . . . 39 6.1.2.4 負載特性(Load Properties) . . . . . . . . . . . . . . 39 6.1.2.5 杯士壽命(Bushing life) . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6.1.3 杯士潤滑(Lubrication for Bushing) . . . . . . . . 40 6.1.3.1 流体潤滑(liquid Lubrication) . . . . . . . . . . . 40 6.1.3.2 邊界潤滑(Boundary Lubrication) . . . . . . . . . 42 6.1.3.3 混合潤滑(Mixing Lubrication) . . . . . . . . . . . 43 6.1.3.4 摩擦特性曲線(stribeck curve) . . . . . . . . . . . . 43 6.1.4 杯士油(Bushing Oils) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 6.1.5 盃士入油(Oil Impregnation) . . . . . . . . . . . . . . 47 6.1.6 盃士設計(Bushing Design) . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.1.6.1 盃士的基本結構(Configuration) . . . . . . . . . 49 6.1.6.2 主要尺寸參數 (Dimensional Parameters) . . . 50 6.1.7 盃士的磨損(Wear) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6.1.8 盃士裝配(Asmbly) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 §6.2 波盃令(Ball Bearing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.2.1 波盃令型號识别(Grade Identification) . . . . . . 60 6.2.2 波盃令外形結構及主要尺寸 . . . . . . . . . . . . . 61 6.2.3 波盃令精度(Precision) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.2.4 波盃令游隙(Play) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.2.5 波盃令工作特性(Operating Characteristics) . . 65 6.2.5.1 負載能力(Load Capacity) . . . . . . . . . . . . . . 65 6.2.5.2 速度特性(Speed Characteristic) . . . . . . . . .. . 65 6.2.5.3 摩擦特性(Friction Characteristic) . . . . . . .. 65 6.2.5.4 調心性(Self-Align Capacity) . . . . . . . . . . . . 66 6.2.5.5 振動(Vibration) 和噪聲(Noi) . . . . . . . . . . 67 6.2.5.6 壽命(Life) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6.2.6 波盃令潤滑(Lubrication) . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6.2.7 波盃令失效形式(Failure Mode) . . . . . . . . . . . 69 6.2.8 波盃令裝配(Asmbly) . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 §6.3 盃士與波盃令對比 (Comparison) . . . . . . . . . 70

第六章軸承 (Bearing)

軸承是一種通用性機械零件，廣泛應用于各類旋轉機械。在马达中，軸承被用來支承電樞/轉子，保持電樞/轉子的準確位置，並承受由轉軸(Shaft)傳來的力。

軸承的種類很多，按其摩擦的性質，主要分為滾動軸承(Rolling Bearing)两位数乘三位数和滑動軸承(Sliding Bearing)兩大類。若按受力方向夕可分為：承受徑向力的向心軸承(也稱徑向軸承JournalBearing);承受軸向力的推力軸承(也稱止推軸承Thrust Bearing)；同時承受這兩種力的軸承稱為向心推力軸承 (亦稱徑向止推軸承Radial Thrust Bearing)。在微马达中，主要使用滑動軸承類多孔質金屬含油軸承 (即杯士Bushing)以及滾動軸承類的兩面帶密封圈或防尘蓋的深溝球軸承(即波杯令Ball Bearing)。

§6.1 杯士 (Bushing)

6.1.1 概述(Introduction)

利用粉末冶金方法生產的燒結金屬是一種多孔質材料，用它制成的滑動軸承稱為多孔質金屬軸承(Porosus Metal Bearing)，即我們通常所說的杯士(Bushing)。浸透潤滑油(Lubricant) 的多孔質軸承稱為含油軸承(Oil-impregnated Bearing)。材料的孔隙率(Porosity)越高，油越多，但強度低。當軸頸(Journal)在杯士中旋轉時，因摩擦而生熱，油和杯士材料受熱膨脹，把油擠出孔隙，同时因轉軸旋轉产生抽真空现象把油吸出，此外还有孔隙对潤滑油的毛细作用，能使轉軸与杯士接触面之间形成一层运动状态的油膜，起连续潤滑作用。

6.1.1.1 杯士的種類(Type)

按材料成份，杯士可分為銅基杯士(Sintered Bronze Bearing) 和鐵基杯士(Sintered Iron Bearing)；按外形分類，又分為千秋(Self Align)杯士、直身(Sleeve)杯士、凸緣(Flange)融合的反义词杯士和豬嘴杯士 (Hub Bushing)；按來源分，有采購杯士和內部制造杯士；采購杯士中，按杯士油分類，又有 BD、BR、 BS、BT、BZ 、FD、FR、FS、FT 、FZ 杯士门的英语等电陶炉原理等，详见6.1.6.3.1。

6.1.1.2 銅杯士與鐵杯士(Sintered Bronze or Sintered Iron)

燒結金屬的多孔質構造雖與材料種類有關，但主要取決于金屬粉末的晶粒粗細及紋理；用來制造杯士的青銅和鐵都可以達到同樣的多孔質構造。實驗顯示，銅杯士與鐵杯士适應于相同的應用，因而從經濟上考慮應首選鐵杯士，尤其是体積較大消耗材料較多的杯士，例如AC馬達杯士及#600以上的DC馬達杯士。但鐵杯士承載能力稍低，且鐵容易生銹，相比之下銅杯士具有更好的可靠性。典型的銅杯士與鐵杯士性能對比見表6-1。

表6-1 銅杯士與鐵杯士

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項目Item	單位Unit	銅基Copper Ba	加銅鐵基	鐵基Iron Ba
抗壓強度b	MPa	150~200	300~400	200~300
最高軸頸速度V	m/s	7.5	/	4.0
最大PV值	MPam/s	1.75~2.00	1.75~2.00	1.4~1.75
熱導率	W/(mk)	41.8	/	41.8
線膨脹系數	1/k	1510日门-6	/	1010-6
靜止最大載荷F	Mpa	52~70	100~138	55~70

6.1.1.3 石墨添加劑(Graphite Additive)

銅基或鐵基粉末加入少量石墨Graphite(最多2%)，可以增強杯士的耐磨性，並吸收杯士噪聲；在缺油情況下，石墨的自潤滑性對壽命很長的馬達更具有現實意義。但石墨的加入使杯士強度有所降低，並且，如果石墨含量過多(超過2%)，在50C以上溫度，且杯士與軸頸間隙較大時，杯士油與石墨有可能會粘合硬化成漿糊狀(有點象水泥特性那樣)，溫度越高，這種粘合糊狀就越硬，影響杯士的滑動特性。

6.1.2 杯士的工作特性(Operating Characteristics)

氢氧化物6.1.2.1 滑動特性(Sliding Properties)

含油杯士具有良好的滑動特性以及在緊急情況下的短時無油運轉能力，由其特定的材料構造所決定。通過油孔為其提供足夠的潤滑油，這樣的杯士已證明能滿足長時間的連續運行或間隙運行。同時含油杯士可有較高的滑動速度，能夠確保象攪拌器、打漿機、吸塵器以及類似的高速旋轉機械可靠工作。而燒結金屬的孔隙構造，給予杯士以优良的吸聲性能，因此含油杯士也适應于要求滑動運轉的靜音設備及其它器械。

為了達到最有效的滑動特性，必須謹慎選擇潤滑油品牌以适應每一不同的工作，這與簨擇杯士的牌號及轉軸的材料一樣重要。

6.1.2.2 摩擦系數(Friction Coefficient)

根據RingsolorffWerke公司提供的資料，杯士的摩擦系數輿載荷大小以及軸頸的滑動速度有關，見圖6-1。通常，載荷大或滑動速度高時摩擦系數較小。

圖6-1 摩擦系數

6.1.2.3 工作溫度(Working Temp)

杯士的允許溫度范圍決定于所浸入的杯士油的牌號及品質。例如，如果油的粘度與杯士溫度不相配，溫度升高後油變得更稀沿軸項蠕動，甚至從杯士端面溢出，而油被流失溫度更加升高，最后會因材料的疲勞使杯士過早地失效。但是，如果在工作溫度條件下油太綢太粘(Stiff) 將引起附加摩擦，對靈敏及精密設備會導致意想不到的問題出現。

6.1.2.4 負載特性(Load Properties)

杯士的工作期限取決于單位面積載荷與軸頸線速度的乘積PV (the product of bearing load and sliding velocity)。表6-2是推荐的PV允許值，圖6-2 顯示了不同PV 值下單位面積的載荷與軸頸線速度的關系，而圖6-3 顯示了不同內徑的杯士單位面積載荷與轉軸轉速的關系。

表6-2 PV 推荐值 kf/cm2m/min

通用機械 General Purpo Machinery	1000
家用電器 Home electric appliances	500
辦公設備 Office electric machines	500
視听產品 Acoustic and abrasion requirement specified	250
精密音響 Strict acoustic requirement specified	200
軸向載荷 Axial load applied	200

圖6-3 載荷P 與轉軸直径d 及轉速n 的關系

6.1.2.5 杯士壽命(Life)

含油杯士的壽命取決于杯士油的消耗率，通常是將消耗含油量的40% 所需的時間視為杯士壽命。這是因為含油量消耗了40% 以后，杯士的磨損加劇性能降低；考慮到溫度的影響，通常認為杯士油的工作溫度不超過80C。圖64 是表示溫度對杯士壽命的影響的一個例子。

圖6-4 杯士壽命(示例)

6.1.3 杯士潤滑(Lubrication)

杯士潤滑主要有三種潤滑狀態，即流体潤滑(liquid Lubrication)、混合潤滑(Mixing Lubrication) 和邊界潤滑(Boundary Lubrication)。

6.1.3.1 流体潤滑(liquid Lubrication)

流体潤滑有動壓潤滑與靜壓之分。

流体動壓潤滑(Liquid Hydrodynamic Lubrication)是在一定條件下，靠摩擦面的相互運動，用粘性流体將兩摩擦面完全隔開，由流体的動壓力(即流体膜的內壓力)支承載荷(Load)，將摩擦面之間的固体摩擦變成流体內摩擦。

流体靜壓潤滑(Liquid Hydrostatic Lubrication) 是靠泵或其它外界壓力將加壓后的流体送入兩摩擦表面之間，利用流体靜壓力來支承載荷。這種潤滑狀態因結構原因在微馬達中不便采用。

動壓潤滑與靜壓潤滑油膜壓力產生的原理不同但功能相同，統稱之為流体潤滑，也稱完全潤滑(Perfect Lubrication) 或厚油膜(Thick-film)。

6.1.3.1.1 流体動壓潤滑原理

轉軸靜止時，軸頸與杯士孔在最下方直接接觸，如圖65(a)所示。

轉軸剛開始旋轉時，杯士孔內還沒有形成壓力油膜，轉軸有逆轉向向上爬行趨勢，如圖65(b)所示。

正常運轉中，由于表面摩擦溫度升高，杯士油從油孔流出，由摩擦表面的相對運動所產生的擠壓效應與楔效應，使油膜內產生足夠的壓力，由油膜壓力支承轉動的軸，使轉軸與杯士完全分開。此時，轉軸具有順轉向向上爬行的趨勢，見圖6-5(c)。

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