從軸承設(shè)計(jì)的類型上，我們可以看出來(lái)，調(diào)心滾子軸承是比較少見的兩列的滾子軸承，既然是兩列，那么比起一般的單列(球或者滾子)軸承來(lái)說(shuō)，承載能力要高的多，而且這又是一個(gè)滾子軸承，本身比起球軸承，承載能力就會(huì)高。所以，單從軸承的設(shè)計(jì)角度來(lái)判斷軸承的使用的話，調(diào)心滾子軸承是一個(gè)非常適用在需要高承載力的應(yīng)用中的軸承。
當(dāng)然，只從這一點(diǎn)判斷，似乎也不是特別的有說(shuō)服力，一般工程師還需要計(jì)算一下軸承的壽命，來(lái)看看在同等尺寸下，調(diào)心滾子軸承是不是可以達(dá)到設(shè)備或者電機(jī)所要求的使用壽命。根據(jù)一般的軸承壽命計(jì)算公式校核之后，跟理論上想象的一樣，調(diào)心滾子軸承的C值確實(shí)比其他單列軸承都要高，壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足應(yīng)用的需要。
一系列的判斷都似乎有一個(gè)給定的結(jié)果，調(diào)心滾子軸承是一個(gè)非常理想的適用在重載電機(jī)里的軸承。
尤其在一些立式電機(jī)里，不僅載荷較大，而且軸承被要求承受軸向載荷。由于球面滾子軸承的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，調(diào)心滾子軸承不僅可以承受很大的徑向載荷，同時(shí)，理論上可以承受純軸向載荷。
但是，在實(shí)際應(yīng)用中，我們往往發(fā)現(xiàn)調(diào)心滾子軸承在承受很大的軸向載荷時(shí)，失效的風(fēng)險(xiǎn)很高，換句話說(shuō)，在這種工況下，這個(gè)軸承的壽命沒有預(yù)期的那么好。原因在哪里？昌暉儀表跟大家一起探討一下。
關(guān)于軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷
軸承作為軸系中主要的承載元件，往往承受的不是單純的徑向力，而是伴隨著一部分的軸向力。但是，做過(guò)軸承壽命計(jì)算的朋友都知道，軸承的疲勞壽命計(jì)算時(shí)，是需要用實(shí)際的受力與軸承設(shè)計(jì)的基本額定力來(lái)做比較的，那么這里就存在一個(gè)問題，我們需要把軸承承受的聯(lián)合載荷，等效成一個(gè)載荷，而這個(gè)載荷才可以作為用來(lái)比較的軸承實(shí)際載荷，我們把這個(gè)載荷叫做軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷。
“當(dāng)量”(Equivalent)顧名思義，就是軸承的等效載荷了。雖然他不是一個(gè)完全意義上的“徑向載荷”，但是在這里，我們可以理論上認(rèn)為，這是一個(gè)等效的軸承載荷。
圖2所示為我們通常比較好理解的受力情況，軸承承受較大的徑向載荷，而軸向載荷的值較小；圖1則反映的是另外一種情況，尤其是在垂直軸的應(yīng)用中，軸承所承受的軸向載荷遠(yuǎn)大于徑向載荷(大于某個(gè)特定的比例，在后續(xù)的文章中會(huì)詳細(xì)介紹)。
在各軸承生產(chǎn)商的型錄里，都會(huì)對(duì)軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(P)的計(jì)算有明確的公式，針對(duì)圖1的受力情況：P=Fr+Y1×Fa；針對(duì)圖2的受力情況：P=0.67×Fr+Y2×Fa。
本文以型號(hào)為22224的某品牌的調(diào)心滾子軸承(軸承的后綴不影響計(jì)算參數(shù))，來(lái)看這幾個(gè)參數(shù)的值：
(注：由于軸承的生產(chǎn)商不同，上述表格里的數(shù)據(jù)會(huì)有略微差異，實(shí)際使用時(shí)請(qǐng)咨詢您的軸承供應(yīng)商，以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。)從公式和數(shù)據(jù)，就可以看出，其實(shí)我在等效軸承所受的聯(lián)合載荷時(shí)，是已經(jīng)考慮到了軸向力在當(dāng)量負(fù)荷中所起到的作用。
當(dāng)軸承承受的軸向力較大時(shí)，從公式2就可以看出，在整個(gè)當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷中，徑向力所占的比例，或者說(shuō)徑向力對(duì)當(dāng)量負(fù)荷的影響下降了三分之一，以這個(gè)22224為例，軸向力的影響則大了非常多。
所以，從理論上來(lái)看，在計(jì)算疲勞壽命時(shí)，我們已經(jīng)完全考慮了軸向力的影響，那為什么實(shí)際軸承運(yùn)行的表現(xiàn)好想跟理論上的結(jié)論不太負(fù)荷呢？
這是因?yàn)椋覀兛吹降膶?shí)際的結(jié)果是軸承的使用壽命，而這個(gè)使用壽命，除了載荷以外，還受到更多的因素的影響。類似于潤(rùn)滑，安裝等等其他軸承也會(huì)受到的因素不提，我們就看調(diào)心滾子軸承，在軸向載荷過(guò)大的情況下，還有什么會(huì)導(dǎo)致調(diào)心滾子軸承的使用壽命偏低呢？
1、單列受載；
2、不受載一列滾動(dòng)體的滑動(dòng)
3、不受載一列滾動(dòng)體未達(dá)到最小負(fù)荷；
4、軸向載荷對(duì)壽命的其他影響；
上述問題都是在軸向載荷過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)在調(diào)心滾子軸承中，導(dǎo)致軸承失效、噪聲偏高等等一系列問題的原因，而這些問題到底是如何產(chǎn)生的，又并有什么危害，昌暉儀表在“電工基礎(chǔ)”欄目后續(xù)的文章中再跟大家一一的詳細(xì)說(shuō)明。
