轴承最小负荷不足的危害及改善方法
2025年02月11日 12:42:48
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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轴承最小负荷不足会出现滚道与滚动体之间的滑动摩擦，从而影响轴承疲劳寿命。昌晖仪表对轴承最小符合不足的危害做深入探讨，并提出改善轴承最小负荷不足的一些方法供大家参考。
很多工程师在对电机设计的时候都会校核计算轴承的疲劳寿命。一般的，只要计算的寿命达到最小值就万事大吉了。甚至还有人希望计算的疲劳寿命越大越好。事实上，这里面存在一个很大的轴承选型校核计算的误区。
轴承疲劳寿命校核计算仅仅是在既定要求的寿命下轴承可以选择的最小尺寸校核。换言之，如果选择的轴承计算的寿命校核计算值小于要求值，说明轴承的负荷能力偏小，应该选择大一点的轴承。轴承疲劳寿命计算是对所选择轴承负荷能力最小值的界定。
那么轴承负荷能力是不是越大越好呢？换言之是不是选择的轴承体积越大越安全呢？答案是否定的！轴承正常运转需要最小负荷
首先，电机里常用的滚动轴承内部是使用滚动摩擦代替滑动摩擦。滚动摩擦的形成与表面粗糙度、硬度以及摩擦副表面径向压力有关。
对于轴承而言，已经完成加工制造的轴承其表面粗糙度和硬度都已经固定在一个范围。那么影响滚动摩擦的重要外界因素就是滚动体与滚道表面的接触力。
事实上，滚动摩擦是用一个阻力力矩来度量的，也就是一个滚动体在一个表面上滚动所受的的与运动方向相反的阻力矩。可以见下图所示：
考虑金属弹性(一般轴承滚动体硬度略大于滚道)，当滚动体受到负荷的时候，会在滚道上产生弹性形变，由于弹性形变，加之滚动体的滚动，使接触受力点前移。由于表面形状的原因，同时产生一个水平的与运动方向相反的力。这个力使得滚动体产生一个自身的自转，星辰滚动，这个阻力就是滚动表面的滚动摩擦力。
我们设想，如果滚动体与滚道之间正压力很小，那么这个接触力的水平(与接触面水平)分量就会很小，这个力如果小到不能是滚动体形成滚动的时候，就会出现滚道与滚动体之间的滑动。进而出现滑动摩擦。
轴承最小负荷不足的失效形貌当滑动摩擦出现，原来的润滑油膜状态会发生改变，因此可能出现滚动体与滚道表面的磨损。在轴承失效分析中的表面疲劳就会出现。
这种情况在电机中经常出现，可以如下图所示： 
上图中个是滚道表面在最小负荷不足的情况下出现表面疲劳的图片，下图是滚动体表面的的表面疲劳图片。
我们知道，一旦出现滑动摩擦，轴承内部滚道滚动体表面就会出现上述的痕迹，轴承就会出现发热、噪声等问题。
改善轴承最小负荷不足的一些方法如果电机轴承校核的时候没有考虑最小负荷的部分，那么就有可能出现最小负荷不足导致的轴承内部滑动，进而损伤滚、滚动体的失效。对于这种故障，一般的建议如下：
1、改变电机轴承选型，在电机轴承选型的时候，除了使用寿命计算的方法对电机所需要轴承的最小负荷能力进行选择，从而界定出最小的轴承尺寸之外，还要通过最小负荷的校核计算界定出可以选择的轴承负荷能力边界，也就是界定可以选择轴承的尺寸。同时避免疲劳寿命不足以及最小负荷不足的问题。
2、如果电机已经不能更改轴承选型，我们必须在周边想办法。从轴承最小负荷计算公式中可以看出(请关注“”栏目关于最小负荷的计算的文章)，最小负荷与所选择润滑的基础油黏度相关，与电机的转速相关。因此降低润滑油基础油黏度有助于降低最小负荷。但是这种处理需要工程师格外小心，避免基础油黏度过低。
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