圓柱滾子軸承在電機(jī)中經(jīng)常出現(xiàn)的配置方式是一柱一球結(jié)構(gòu)和兩柱一球結(jié)構(gòu)，由于空間限制等因素，偶爾也會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)圓柱滾子軸承的配置方式，此時(shí)往往需要在軸承上有一些設(shè)計(jì)的變化。
兩柱一球結(jié)構(gòu)的電機(jī)軸承配置在以前的文章里曾經(jīng)講述過(guò)。昌暉儀表談?wù)勔恢磺虻妮S承結(jié)構(gòu)布置方式。
先來(lái)看一個(gè)例子：有一臺(tái)鐵路牽引電機(jī)，電機(jī)軸承系統(tǒng)配置如下圖所示：
從圖中不難看出，電機(jī)軸系統(tǒng)整體采用了一柱一球的軸承結(jié)構(gòu)。軸伸端使用的是深溝球軸承作為固定端軸承，非軸伸端使用的是一個(gè)圓柱滾子軸承作為浮動(dòng)端軸承。
我們來(lái)評(píng)估一下這個(gè)軸承配置是否恰當(dāng)。
首先，我們假設(shè)電機(jī)軸伸端沒(méi)有外界徑向負(fù)荷。那么兩個(gè)軸承的受力大致如下圖所示：
此時(shí)電機(jī)軸承系統(tǒng)中兩個(gè)軸承承受的徑向負(fù)荷就是電機(jī)轉(zhuǎn)子的重力，并且一般電機(jī)的重心位置會(huì)比較接近兩個(gè)軸承的中點(diǎn)位置。因此可以大致的估計(jì)兩個(gè)軸承的負(fù)荷大小相近。
另一種情況是電機(jī)軸伸端有徑向負(fù)荷，受力如下圖所示：
圖中可以看到，軸伸端受到一個(gè)外界的徑向負(fù)荷，此時(shí)即便不用計(jì)算，僅僅從蹺蹺板原理就可以估計(jì)，軸伸端軸承的受力比非軸伸端軸承大。
如果考慮軸向負(fù)荷的情況，如果軸系統(tǒng)受到了軸向力，定位端軸承會(huì)承受這個(gè)軸向力，而浮動(dòng)端軸承不會(huì)承受這個(gè)軸向力。這個(gè)電機(jī)軸承布置中，定位端在軸伸端，因此如果有軸向力，也是軸伸端軸承承受軸向力，與非軸伸端沒(méi)有關(guān)系。
通過(guò)上面分析不難得到結(jié)論，不論電機(jī)的軸伸端是否有徑向負(fù)荷，不論軸伸端是否有軸向負(fù)荷，這臺(tái)電機(jī)的軸伸端軸承的受力都會(huì)大于等于非軸伸端。
再來(lái)看電機(jī)軸承的實(shí)際選型，軸伸端選擇了深溝球軸承，而非軸伸端選擇了圓柱滾子軸承。而總體上說(shuō)，圓柱滾子軸承的徑向承載能力大于深溝球軸承(相同內(nèi)徑尺寸的軸承進(jìn)行對(duì)比)。
因此，可以看出，這個(gè)配置中，將負(fù)荷能力大的圓柱滾子軸承翻到了負(fù)荷較輕的一端，而負(fù)荷較重的一端使用的是負(fù)荷能力相對(duì)弱的深溝球軸承。所以這樣的配置是不恰當(dāng)?shù)摹?
通過(guò)這個(gè)案例，我們可以知道，對(duì)于一柱一球的結(jié)構(gòu)，通常是因?yàn)殡姍C(jī)有一個(gè)支撐端受到的徑向負(fù)荷已經(jīng)沒(méi)辦法通過(guò)使用深溝球軸承得到滿足，因此使用圓柱滾子軸承承載。圓柱滾子軸承內(nèi)部滾動(dòng)體和滾道之間的接觸是線接觸，接觸面積大，承載能力強(qiáng)，因此可以承擔(dān)這個(gè)負(fù)荷。
實(shí)際工況中，一般如果電機(jī)軸伸端連接皮帶輪等大徑向負(fù)荷的負(fù)載的時(shí)候，軸伸端會(huì)采用圓柱滾子軸承作為浮動(dòng)端軸承，而非軸伸端使用深溝球軸承作為定位端軸承的結(jié)構(gòu)布置方式。對(duì)于軸伸端負(fù)荷并不重的情況，通常會(huì)使用兩個(gè)深溝球軸承的結(jié)構(gòu)布置方式。
不論如何，對(duì)于非驅(qū)動(dòng)端，在負(fù)荷不重的時(shí)候一般不使用圓柱滾子軸承。一旦這樣使用，圓柱滾子軸承反倒更容易出現(xiàn)震動(dòng)、噪聲、發(fā)熱等提早的失效。
對(duì)于兩柱一球的結(jié)構(gòu)中圓柱滾子軸承的使用，大家可以參照技術(shù)文庫(kù)里的軸承類文章。
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