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O rolamento de posicionamento de um motor vertical deve ser colocado na extremidade superior ou na extremidade inferior?

2023-12-07 12:27:16

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Introdução

Semelhanças estruturais entre motores verticais e horizontais

Ambos vertical e motores horizontais compartilham várias semelhanças estruturais, principalmente no uso de rolamentos para apoiar o rotor. Esses rolamentos são cruciais para garantir a operação suave e estável do motor, gerenciando as forças exercidas pelo peso do rotor. Apesar destas semelhanças, a orientação do motor influencia significativamente a forma como estas forças são distribuídas e geridas pelos rolamentos.

Forças que atuam nos rolamentos em motores verticais e horizontais

A orientação do motor afeta a natureza das forças que atuam nos rolamentos. Num motor horizontal, os rolamentos em ambas as extremidades suportam o peso do rotor como uma carga radial, distribuindo a carga igualmente. Por outro lado, em um motor vertical, o peso do rotor torna-se uma carga axial. Essa mudança exige que os rolamentos lidem com um tipo diferente de força, impactando seu projeto e seleção.

Forças de rolamento em motores verticais e horizontais

Forças em um motor horizontal

Nos motores horizontais, a carga primária nos mancais é radial, resultante da gravidade do rotor. Esta carga radial, aplicada perpendicularmente ao eixo do eixo, é compartilhada por ambos os rolamentos. Esta configuração garante que o rotor permaneça equilibrado e opere de forma eficiente, com os rolamentos proporcionando o suporte e estabilidade necessários.

Forças em um motor vertical

Nos motores verticais, a gravidade do rotor exerce uma carga axial ao longo do eixo do motor. Ao contrário dos motores horizontais, onde os rolamentos suportam cargas radiais, os rolamentos dos motores verticais são projetados para suportar esta força axial. Essa mudança exige rolamentos que possam gerenciar cargas axiais significativas para manter a posição do rotor e garantir o funcionamento adequado do motor.

Condições assumidas

Para uma análise simplificada, assume-se que nenhuma força externa axial ou radial atua sobre o motor além do peso do rotor. Além disso, qualquer carga radial resultante da assimetria do entreferro devido a pequenos desalinhamentos entre as linhas centrais do estator e do rotor é ignorada. Essas suposições ajudam a focar nas forças primárias que afetam os rolamentos, proporcionando uma compreensão mais clara de seus papéis em diferentes orientações motoras.

Configurações de rolamentos de motor

Configuração típica do rolamento do motor

Os rolamentos do motor são normalmente configurados com uma extremidade posicionada e a outra flutuante. O rolamento da extremidade de posicionamento foi projetado para suportar cargas axiais, garantindo que o rotor permaneça corretamente alinhado. O rolamento de extremidade flutuante acomoda cargas radiais e permite expansão térmica e pequenos desalinhamentos sem impor tensões adicionais aos rolamentos.

Responsabilidades de Carga

O rolamento final fixo ou de posicionamento suporta cargas axiais e radiais, proporcionando estabilidade e alinhamento preciso do rotor. Em contraste, o rolamento de extremidade flutuante gerencia principalmente cargas radiais, permitindo o movimento axial devido à expansão térmica ou outros fatores. Em motores verticais, o peso do rotor atua como uma força axial no rolamento da extremidade de posicionamento, exigindo que ele suporte esta carga sem desgaste ou falha significativa.

Uso de extensões de eixo e extremidades de extensão sem eixo

Definição e explicação dos termos

Para esclarecer, são usados ​​os termos “extremidade de extensão do eixo” e “extremidade de extensão sem eixo”. A extremidade da extensão do eixo é onde o eixo do motor se estende para fora da carcaça do motor, geralmente usado para conectar-se a outros componentes mecânicos. A extremidade de extensão sem eixo é o lado oposto do motor.

Posicionamento das extremidades da extensão do eixo

Os princípios que regem a configuração do rolamento e a distribuição de carga permanecem consistentes, independentemente de a extremidade da extensão do eixo estar posicionada acima ou abaixo em um motor vertical. A principal consideração é garantir que o rolamento da extremidade de posicionamento, que suporta a carga axial, seja adequadamente projetado e mantido para suportar o peso do rotor e quaisquer forças adicionais encontradas durante a operação.

Três aspectos a serem observados:

1.Seleção de rolamentos em ambas as extremidades

Como a extremidade de posicionamento suporta força axial, a extremidade de posicionamento precisa selecionar um rolamento que possa suportar a força axial. A extremidade não posicionada não importa. A seleção mais comum é que rolamentos rígidos de esferas, rolamentos de esferas de contato angular, etc. podem suportar cargas axiais e podem ser usados ​​como extremidades de posicionamento; Os rolamentos de rolos cilíndricos da série NU/N não suportam cargas axiais e não podem ser usados ​​como extremidades de posicionamento. Os rolamentos autocompensadores de rolos podem suportar cargas axiais, mas ao suportar cargas axiais, uma das duas fileiras de rolos será facilmente sobrecarregada, portanto, é necessária uma análise específica dos problemas reais.

2.Há uma carga radial na extremidade da extensão do eixo.

Se houver uma carga radial externa na extremidade da extensão do eixo, quando o rolamento também estiver sujeito à gravidade do rotor (força axial), a força no rolamento da extremidade da extensão do eixo será relativamente grande; olhando para a outra extremidade, parece não haver carga na extremidade que não é a extensão do eixo. . Quando esta situação ocorre, o tamanho do rolamento na extremidade do rolamento será maior e o rolamento na extremidade sem extensão será menor. Essa correspondência de tamanho de rolamento causará um desequilíbrio no desempenho e no custo. Além de não ser econômico, também pode causar problemas nos rolamentos.

3.Conveniência de manutenção

Ao fazer manutenção em rolamentos, considere as condições de carga dos rolamentos em ambas as extremidades. Como o rolamento da extremidade de posicionamento suporta cargas combinadas (axiais e radiais), ele requer mais manutenção e enfrentará desmontagens mais frequentes. Então, quando o rolamento que necessita de mais manutenção for colocado na extremidade sem extensão do eixo, ao realizar a manutenção, é necessário considerar se haverá etapas adicionais na desmontagem do ventilador, para-brisa e demais componentes. Não podemos responder em uma palavra se é melhor colocar o rolamento final de posicionamento de um motor vertical na parte superior ou inferior. Cada escolha precisa se adaptar às condições de trabalho correspondentes. Somente depois de compreender os princípios básicos podemos nos adaptar às mudanças e fazer escolhas adequadas.

Conclusão
Concluindo, é crucial compreender as semelhanças e diferenças estruturais entre motores verticais e horizontais, particularmente em termos de forças e configurações de rolamento. Ao analisar de forma abrangente as forças que atuam nos rolamentos e considerar as implicações das diferentes configurações dos rolamentos, podemos tomar decisões informadas para otimizar o projeto e a manutenção do motor. Esta abordagem garante uma operação eficiente e confiável do motor em diversas aplicações.

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