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电机轴承装配工艺对电机噪声振动的影响
上海电器科学研究所应菩成
在小型异步电机的噪声振动问题中,轴承常常起着举足轻重的作用,同一台电机噪声、振动往往可能因为轴承噪声、振动的变化从优级变成不合格品,噪声大小之差可达20dB以上,引起轴承噪声变化的原因有三个方面一是轴承本身的质量问题（这是一个主要的间题）,二是电机的轴承结构,尺寸配合公差和加工质量问题,三是轴承的装配工艺问题。本文所谈的是第三个方面的问题。
一、电机轴承安装工艺对噪声、振动的影响
实践证明,电机轴承安装工艺对电机噪声、振动的影响很大,正确的安装工艺是降低电机噪声,振动的重要措施。为此,根据实践我们编写了“电机轴承安装工艺参考”这个文件（以下简称参考工艺），为了验证,我们分别采用日本轴承NTN和洛阳轴承厂的206Z1轴承,用不同的安装工艺在同一台电机（Y100-4；2.2kW）上进行试验,测试结果见表1。
表1噪声、振动测试结果
轴承型号轴承质量振动加速度dB安装工艺实测噪声声功率级dB（A）实测振动速度mm/S日本NTN20638一般770.46洛阳206Z147.1参考工艺58.750.216从表1可见,NTN轴承的质量虽然优于国产洛阳轴承厂生产的轴承,两者本身的振动加速度相差9.1dB。但是由于用洛阳206Z1轴承安装时,采用了比较合理的工艺,因而,实测电机噪声声功率级反而比优质NTN的轴承低18.25dB,振动速度低0.244mm/S。
另外,我们还专门作了这样一个试验,在同一台Y160M-4，11千瓦的电机上,分别用热套和手锤敲击轴承内圈的方法进行装配（其它清洗,上脂等均相同）。实测电机噪声,振动结果见表2。
表2两种装配方法，电机噪声、振动水平比较
轴承型号组别轴承质量振动加速度dB安装方式实测噪声声功率dB（A）振动速度mm/S日本NTN6309Ⅰ46.5手锤敲击轴承内圈65.21.7日本NTN6309Ⅱ41手锤敲击轴承内圈65.71.35济南309Z1Ⅰ52热套631.4济南309Z1Ⅱ50热套621.4从表2可见,日本NTN轴承单件振动加速度值比济南轴承小3.5dB～11dB,质量优于济南,由于装配方式不同,济南轴承的装机噪声反比日本的小2.95dB（A）。这个试验同祥也证明安装工艺的重要。
二、电机轴承的正确安装工艺
电机轴承的安装工艺主要包括安装前的清洗和安装两部分,目前轴承的安装方式,常见下列四种：
（1）热套,（2）冷压，通过轴承内圈受力进行压装；（3）敲击,用手锤或其它工具,经套圈敲击轴承内圈进行装配；（4）通过轴承外圈,保持架或别的其它部分受力,将轴承压入或打入轴。
这四种方法中,第三、四种方法,可以说在三十年前就不提倡使用,但是直到目前为止,个别工厂仍在采用,这应该说是不允许的。从降低电机轴承噪声的角度来讲,以热套最好,冷压次之,第三、四种工艺重申严禁采用。
1．热套
我们是这样进行的,先在轴承上按要求上好润滑脂,然后放入烘箱加热,到一定温度后,保温一段时间,再进行装配。我们认为,均匀的加热,使轴承的变形最小,而且由于加热前已上好了润滑脂,在加热的过程中,使得润滑脂均匀地附着在轴承的沟道表面和钢球表面。形成良好的润滑情况。另一方面润滑脂对于噪声,振动有一定的阻尼作用。
热套的关键是轴承的加热方法和控制加热的温度,过去一般加热有两种方法：（1）用烘箱加热；（2）用油槽加热。最近我们和有关单位的试验证明,以烘箱加热为好。这主要是因为轴承在矿物油中加热时,矿物油粘附在轴承表面,使得轴承润滑脂与轴承零件的粘附变差,一运转就有可能将润滑脂甩出。即使密封轴承,液态的油也会通过密封圈渗入轴承内部。当电机运转时,油和润滑脂将不断地进行搅拌,使得润滑脂的性能变坏,以致影响轴承的使用。
在轴承加热的过程中应注意,轴承的受热必须均匀,加热的温度一般来讲不要超过100℃,有时由于装配的需要,希望温度高一些,但最好不要超过120℃,而且时间也不宜过长。这主要是由于（1）轴承温度超过120℃其金相组织会发生变化（特殊规格例外）；（2）润滑脂的使用温度也不允许超过120℃。
2．通过轴承内圈进行冷压
压力经套圈传给轴承内圈将轴承压入轴上,冷压与热套相比有两个不足之处,（1）润滑脂与轴承的粘附不牢固,当电机运转时容易将脂甩出轴承,造成钢球与沟道之间的短时干摩擦。使得噪声增加。运转一段时间后,轴承温度有所升高,润滑脂将进入沟道,润滑情况有所变好,因此,往往是开机的短时间内噪声比较大。（2）冷压的过程中压装设备上的脏物容易进入轴承内部,造成轴承噪声,振动不稳定。
3．用手锤敲击轴承内圈进行装配的轴承
一般来讲,噪声振动比热套、冷压的大,我们分析,这主要是手锤的冲击力,使轴承受冲击那边的沟道波纹变坏（如图1）,同时还可能在造成如图2的情况,在内圈的一边受冲击力,外圈与钢球