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電機(jī)的單邊磁拉力主要是由于電機(jī)定轉(zhuǎn)子中心線不對(duì)稱帶來的磁場不均勻產(chǎn)生。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較快時(shí)，單邊磁拉力對(duì)電機(jī)穩(wěn)定性造成的影響尤為明顯，可能會(huì)引起電機(jī)振動(dòng)、噪音等問題，甚至危及電機(jī)的安全運(yùn)行。中心線不對(duì)稱通常是由制造安裝誤差，軸承磨損，轉(zhuǎn)子撓度引起。

1　電機(jī)轉(zhuǎn)子撓度引起

電機(jī)的設(shè)計(jì)趨勢逐漸向高功率，小體積發(fā)展。而降低電機(jī)中心高，縮小電機(jī)直徑體積，增加鐵芯長度可以有效：

1、減小電機(jī)體積；

2、提高功率及電機(jī)性能。

隨著電機(jī)徑向尺寸降低，電機(jī)鐵芯的長度增加，電機(jī)轉(zhuǎn)軸也越來越細(xì)長。所以對(duì)于一般臥式電機(jī)，即便不考慮安裝制造，軸承磨損情況，也可能出現(xiàn)單邊磁拉力。電機(jī)軸由于自身重量而發(fā)生的撓性會(huì)帶來定轉(zhuǎn)子上下氣隙的偏差。如下圖：轉(zhuǎn)子偏心e0；

此時(shí)電機(jī)上部氣隙會(huì)增加e0，而下部氣隙將減小e0。此時(shí)電機(jī)上下氣隙不同，氣隙磁密也不同，造成轉(zhuǎn)子受到向上和向下的磁拉力不同。這個(gè)磁拉力差，就是上面提到的單邊磁拉力。

電機(jī)軸在重力影響下產(chǎn)生撓度，撓度產(chǎn)生單邊磁拉力，而單邊磁拉力會(huì)進(jìn)一步增加電機(jī)軸的擾度，新增加的擾度又會(huì)增加單邊磁拉力。最終在撓度與力（重力，磁拉力）之間達(dá)成最終的動(dòng)態(tài)平衡。

2　軸承磨損引起

磁拉力將電機(jī)轉(zhuǎn)子拉向一側(cè)，使軸承一側(cè)始終受力嚴(yán)重，軸承磨損加劇，加快，而軸承的過度磨損又反向加大轉(zhuǎn)子偏心，產(chǎn)生更大的單邊磁拉力。

3　單邊磁拉力計(jì)算公式

電機(jī)單邊磁拉力的計(jì)算公式有很多，計(jì)算結(jié)果差異相對(duì)也比較大，傳統(tǒng)單邊磁拉力計(jì)算設(shè)計(jì)主要參考機(jī)械工業(yè)出版社《交流電機(jī)設(shè)計(jì)手冊》，《電機(jī)設(shè)計(jì)》等。單邊磁拉力計(jì)算如下：

圖2：圖片來自網(wǎng)絡(luò)（供參考）

當(dāng)工程師對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行壽命校核計(jì)算的時(shí)候，必須將單邊磁拉力納入電機(jī)軸承的徑向負(fù)荷考慮（見圖3與圖4）。否則，電機(jī)軸承有可能由于承受過大未考慮的單邊磁拉力載荷，受用壽命嚴(yán)重低于預(yù)期壽命，從而發(fā)生嚴(yán)重軸承磨損，甚至更嚴(yán)重的設(shè)備故障。

圖3：來自某電機(jī)OEM

圖4：電機(jī)軸承計(jì)算需要考慮的載荷

4　如何考慮單邊磁拉力對(duì)電機(jī)軸承的計(jì)算影響

4.1 臥式電機(jī)

根據(jù)單邊磁拉力的形成原因可以得知，電機(jī)軸的撓曲是產(chǎn)生氣隙不均勻，進(jìn)而產(chǎn)生單邊磁拉力的主要原因。那么：

對(duì)于容易發(fā)生撓曲的電機(jī)單邊磁拉力不可忽略，如：大自重轉(zhuǎn)子，細(xì)長轉(zhuǎn)子等。

對(duì)于短粗型的電機(jī)，或轉(zhuǎn)子自重很小型電機(jī)，軸撓曲而帶來的單邊磁拉力幾乎可以忽略不計(jì)。

即使電機(jī)軸不發(fā)生撓曲，但由于設(shè)計(jì)，加工，安裝偏差，電機(jī)依然可以產(chǎn)生單邊磁拉力。對(duì)于設(shè)計(jì)，加工，安裝偏差可以通過設(shè)計(jì)，工藝來控制偏差，如果此類氣隙不均勻產(chǎn)生的單邊磁拉力相對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子重力是不可忽略的量級(jí)值時(shí)，需要將單邊磁拉力納入電機(jī)軸承壽命計(jì)算值。

4.2 立式電機(jī)

單邊磁拉力主要來源于軸自重而帶來的的撓曲。對(duì)于立式電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子的重力變?yōu)榱溯S向力。而一般電機(jī)軸難以出現(xiàn)壓彎撓曲的情況，所以，此時(shí)可以不考慮軸自重?fù)隙犬a(chǎn)生的單邊磁拉力對(duì)于軸承壽命的影響。

電機(jī)設(shè)計(jì)，加工，安裝偏差，與臥式電機(jī)相同，如果產(chǎn)生的單邊磁拉力對(duì)于軸承所承受的徑向負(fù)荷是一個(gè)不可忽略的量級(jí)值時(shí)，需要納入計(jì)算。

5　減小單邊磁拉力的方法

為了減小單邊磁拉力，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：

1.選擇合適的材料：減小磁場不均勻現(xiàn)象，從而減小單邊磁拉力。

2.優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)：改善磁場分布，減小單邊磁拉力。

3.調(diào)整動(dòng)態(tài)平衡：消除不平衡力，從而減小單邊磁拉力。

4.增加電機(jī)軸剛度，減少彎曲；

5.及時(shí)更換磨損的軸承。

部分參考網(wǎng)絡(luò)資料。

來源：機(jī)泵與軸承