电机轴承轴向预负荷应该加多大
2025年02月11日 13:44:40
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在文章《》讨论了一般电机结构中哪些需要施加预负荷，哪些不需要施加。对于施加需要施加预负荷的电机而言，本文介绍电机轴承轴向预负荷应该加多大。
由于一般在电机中，轴承的轴向预负荷通常是对深沟球轴承施加的，因此用深沟球轴承进行阐述。
深沟球轴承在出厂之后都会有一个剩余游隙，对于一般的卧式内转式电机而言，一般电机轴承的内圈和轴是紧配合，外圈和轴是松配合。因此当轴承安装之后，轴承的内圈会由于配合的原因出现径向的膨胀，而外圈几乎不会发生变化。因此这样的变化就会造成轴承内部游隙变小。同样的，当电机运行的时候，轴的温度比轴承室的温度要高一些，这样导致轴承内圈的热膨胀相对外圈而言也偏大，因此轴承内部的剩余游隙进一步减小。最终剩下的游隙就是我们说的轴承工作游隙。
一般而言，电机轴承选型的时候都会选择一个比0偏大的值，这样一方面保证了轴承的性能，另一方面也保证了轴承游隙的安全。
正是这个剩余游隙的存在，是轴承滚动体在非负荷区内部存在了与内、外圈滚道碰撞的空间。这样的碰撞造成了电机轴承的噪声。尤其对于一些对噪声比较敏感的场合，例如空调电机等，消除这个噪声具有十分重要的意义。
基于上述原因，通常我们用轴向预负荷将电机轴承内部的轴向游隙进行消除。对于深沟球轴承而言，轴向游隙的消除也就意味着径向游隙的消除。因此滚动体在滚道内部就没有碰撞震动的空间。所以由此而来的噪声也被排除。
但是从游隙曲线可以看到，如果轴向负荷过大，轴承内部出现过多的负游隙将对电机轴承寿命产生较大的影响。因此为平衡两者，需要对轴向负荷进行限制。
基于噪声考虑的电机轴承预负荷值为：F=k×d，这个公式中F为预负荷，N；k为系数；d为轴承内径，mm。基于消除噪声的考虑，k值一般取5-10。而这样的预负荷对电机轴承寿命的影响很小，有效的降低了电机轴承的噪声。；另一方面，当电机在储运过程中，如果出现震动等因素的影响，那么电机容易出现伪布氏压痕的情形。伪布氏压痕是电机滚动体在滚道某位置往复滚动、滑动而造成的金属表面伤害。为避免这种情形的发生，通常会去k值为10-20。
读者不难发现，上述取值范围十分宽泛。这主要是考虑到电机结构中轴向尺寸公差累积的结果。如果范围太窄，工程上会增加实现难度。一般，笔者的个人经验都会建议k值取10左右，这样一方面使受力取值居中，有利于工程实现，另一方面也有利于兼顾两方面的影响。
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