電機中應用波形彈簧時常見的問題
在電機軸承系統(tǒng)中 ,經(jīng)常使用彈簧給一些軸 承施加預負荷 。對于大型電機一般使用的是柱 形彈簧 。而對于小型電機 ,最常使用的則是波形 彈簧或者碟形彈簧 ,。波形彈簧通過成形波紋的 彎曲力矩產(chǎn)生彈力 \而傳統(tǒng)的螺旋彈簧則是通過 卷繞鋼絲的扭矩產(chǎn)生彈力 ,。在波形彈簧和螺旋 彈簧彈力相同時 , 波形彈簧可節(jié)約 50% 的軸向 空間 , 同時具有更加線性的力值曲線 ,。在電機系 統(tǒng)中 ,波形彈簧用于電機軸承的軸向預緊 ,可在 較小的空間內(nèi)提供負荷 ,。波形彈簧重量輕 ,體積 小 ,適用于空間有限的工作場合。
波形彈簧又分為 WS 系列波形彈簧和 WSS 系列波形彈簧兩類。
(1)WS 系列波形彈簧
WS 系列為連續(xù)繞制波峰交錯型波紋彈簧 , 該系列彈簧的特點是能在較小的安裝空間內(nèi)提 供理想的彈力 , 比一般的螺旋彈簧節(jié)省 50% 的 空間,。
(2)WSS 系列波形彈簧
WSS 系列為帶平圈的波峰交錯型波紋彈 簧 ,該系列除了擁有 WS 型波形彈簧的優(yōu)點外 , 由于彈簧的兩端有平圈 ,相當于加了兩個墊圈 , 因此彈簧在使用過程中的彈力更加均勻 ,特別適 用于像安裝空間的兩個端面有孔 ,WS 型的波峰 易于陷入孔中而不能使用的環(huán)境中,。
按照加工工藝來分:沖壓型波形彈簧和卷繞 型波形彈簧。
在電機中 ,用作給軸承施加預負荷的波形彈 簧多數(shù)都是單片式波形彈簧,。
波形彈簧在電機中的作用是為軸承提供預
緊力 ,那么波形彈簧提供的彈力就應該接近軸承 所需的預緊力 ,。也就是波形彈簧在工作高度下 的彈力 ,應該在軸承所需要的預緊力范圍內(nèi) 。超 過這個范圍 ,波形彈簧就會出現(xiàn)磨損,。
然而這樣的磨損對波形彈簧是不利的 , 同時 對軸承也是不利的 , 為什么會出現(xiàn)這樣的磨損 呢?
很大的可能性是軸承系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)了 振動 ,這個振動的方向可能有徑向和軸向分量,。 導致軸承端面和波形彈簧發(fā)生了接觸摩擦 , 出現(xiàn) 了磨損 。smalley 的波形彈簧 , 通過給軸承施加 預緊力 , 消除或減小軸承的震動 , 降低軸承的 噪音,。
除此以外 ,波簧的磨損還有一個可能就是軸 承外圈嚴重的跑圈 ,。這個通過仔細觀察并不難 發(fā)現(xiàn)。
如果在電機中 , 對波形彈簧施加一個軸向 力 ,波形彈簧在合理范圍內(nèi)變形 ,并不會損傷波 形彈簧的功能 ,。即便是超出變形范圍 ,波形彈簧 喪失彈力 , 考慮到金屬的彈性 , 也不至于斷裂,。 那么我們在實際工況中遇到的波形彈簧的斷裂 是怎么形成的呢?
金屬的斷裂最開始是疲勞引起的 ,和軸承的 疲勞道理一樣 。往往是剪應力反復出現(xiàn) ,并達到 一定次數(shù) ,導致疲勞發(fā)生 ,。如果波形彈簧僅僅在 一個剪應力下工作 ,是很難發(fā)生疲勞斷裂的 ,。那 一定是剪應力反復出現(xiàn)的結(jié)果 。對于電機而言 , ******的可能性是電機工作在振動場合 ,波形彈簧 不停的出現(xiàn)壓縮 , 回彈 ,再壓縮 ,再回彈 ,在這樣 的情況下 ,波形彈簧斷裂的可能性較大,。