直流电动机轴承保持架运转稳定性的改进

靳国栋，高武正，周益，高飞

(1.洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.北京控制工程研究所，北京 100190)

微型直流电动机一般用于航空航天系统中对摩擦力矩、寿命及可靠性有严格要求的主机上，而轴承是支承电动机运转的核心部件，轴承的精度、性能及寿命直接影响着电动机的动态性能和可靠性。

该微型电动机使用加预载荷的角接触球轴承，轴承装用聚酰亚胺保持架。通常由于保持架运转不稳定，造成其在轴承内部倾斜、涡动，与套圈挡边及球非正常接触、碰撞，使磨损物在沟道中聚集，并和润滑油搅拌、聚合，导致润滑失效，使轴承过度磨损而失效。

为了改善此类轴承保持架运转不稳定性，优化设计了2种结构的保持架，并通过试验确定了较为合适的结构类型。

1 保持架运动分析

微型直流电动机轴承一般用于中低转速(转速≤7 200 r/min)、载荷较小(最大接触应力≤1 500 MPa)的工况，轴承一般不会发生疲劳失效，其失效模式主要是由于轴承内非正常磨损导致精度下降以致不能满足主机的要求。

当轴承稳定工作(外圈旋转，转速为3 500～6 000 r/min)时，保持架外径面与外圈挡边、兜孔与球均存在不间断的接触碰撞，从而驱动、约束保持架旋转。在接触碰撞过程中，保持架与外圈、球间存在持续的能量交换，保持架不断地被加速和减速。正常工作时，保持架外径面及兜孔上均存在润滑油膜，由油膜将2种运动件隔开。通过闪频仪分析，稳定运转的保持架存在一个稳定的旋转中心，而运转不稳定的保持架中心则在一个区域内呈杂乱无章轨迹[1]。……