昌暉儀表曾闡述過電機(jī)軸承承受的負(fù)荷情況，對(duì)電機(jī)軸承所承受的負(fù)荷計(jì)算過程中哪些負(fù)荷需要計(jì)入計(jì)算，哪些不需要計(jì)入計(jì)算等做了說明。對(duì)與上述問題清楚之后就需要計(jì)算電機(jī)軸系統(tǒng)中每一個(gè)軸承在工作情況下所需要承受的負(fù)荷。

本文依然用內(nèi)轉(zhuǎn)式臥式電機(jī)舉例。假設(shè)電機(jī)軸系統(tǒng)中軸伸端為定位端，非軸伸端為浮動(dòng)端。內(nèi)轉(zhuǎn)式臥式電機(jī)軸承受力如下圖所示：

圖中左側(cè)軸承為驅(qū)動(dòng)端軸承，我們稱驅(qū)動(dòng)端軸承為1號(hào)軸承。在圖中的軸承布置中，驅(qū)動(dòng)端軸承是定位端。1號(hào)軸承上的徑向負(fù)荷為F_r1,軸向負(fù)荷為F_1a。

圖中右側(cè)軸承為非驅(qū)動(dòng)端軸承，我們稱非驅(qū)動(dòng)端中軸承為2號(hào)軸承。圖中的軸承布置中，非驅(qū)動(dòng)端軸承為浮動(dòng)端。2號(hào)軸承上的徑向負(fù)荷為F_2r，軸向負(fù)荷為F_2a。

電機(jī)軸伸端承受徑向負(fù)荷Fr以及軸向負(fù)荷Fa。(關(guān)于Fr和Fa的計(jì)入問題，請(qǐng)參考《如何考慮電機(jī)功率或者轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)荷的影響》和《聊聊立式電機(jī)和臥式電機(jī)軸承承載差異》兩篇軸承負(fù)荷計(jì)算相關(guān)文章)。

圖中G為電機(jī)轉(zhuǎn)子重力。在前面的文章中已經(jīng)講，臥式電機(jī)轉(zhuǎn)子重力是一個(gè)徑向負(fù)荷，其作用點(diǎn)是在轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置。

圖中，我們用右端軸承位置作為尺寸基準(zhǔn)(尺寸基準(zhǔn)可以根據(jù)實(shí)際圖紙決定，本圖僅做舉例說明，并非存在某種原則，請(qǐng)讀者不要誤解）。轉(zhuǎn)子質(zhì)心距離浮動(dòng)端軸承的距離為L₁；固定端軸承距離浮動(dòng)端軸承的位置為L₂；軸伸端受力點(diǎn)距離浮動(dòng)端軸承距離為L₃。

因此由圖中我們可以得到如下受力分析。
徑向負(fù)荷關(guān)系：F_1r+F_2r=G+F_r
力矩關(guān)系：G×L₁+F_r×L₃=F_1r×L₂
則F_1r=(G×L₁+F_r×L₃)/L₂；F_2r=G+F_r-(G×L₁+F_r×L₃)/L₂，由此，我們可以得到1號(hào)軸承的徑向負(fù)荷F_1r和2號(hào)軸承的徑向負(fù)荷F_2r。

由軸承配置相關(guān)知識(shí)可知，一端定位一端浮動(dòng)的軸承配置結(jié)構(gòu)，軸向負(fù)荷由定位端軸承承擔(dān)。因此在這個(gè)例子里，有：F_1a=F_a；F_2a=0

請(qǐng)注意，圖中畫的是軸承承受的軸向負(fù)荷方向，不是軸系支反力方向。軸受到支反力的方向是與外界軸向負(fù)荷方向相反的，而軸承受到的軸向負(fù)荷與外界軸向負(fù)荷方向相同。至此，我們得到了這個(gè)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)軸承承擔(dān)的徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷。

對(duì)于立式電機(jī)而言，立式電機(jī)軸承受力如下圖所示

圖中用非軸伸端作為定位端，軸伸端作為非定位端。定義定位端軸承為1號(hào)軸承，浮動(dòng)端軸承為2號(hào)軸承。1號(hào)軸承承受的軸向力為F_1a；徑向負(fù)荷為F_1r。2號(hào)軸承承受的軸向負(fù)荷為F_2a；徑向負(fù)荷為F_2r。軸端承受的軸向負(fù)荷為F_a；徑向負(fù)荷為F_r。轉(zhuǎn)子重力為G，依然作用于質(zhì)心。兩個(gè)軸承間距L₁；軸端受力點(diǎn)與定位端軸承距離為L₂。

由上圖，我們作如下受力分析：
徑向負(fù)荷關(guān)系：F_1r+F_2r=F_r
力矩關(guān)系：F_r×L₂=F_2r×L₁
則F_2r=(F_r×L₂)/L₁；F_1r=F_r-(F_r×L₂)/L₁，由此，可以得到1號(hào)軸承的徑向負(fù)荷F_1r；2號(hào)軸承的徑向負(fù)荷F_2r。

由軸承配置的相關(guān)知識(shí)我們知道，兩個(gè)軸承的軸向負(fù)荷分別為：F_1a=G+F_a；F_2a=0

請(qǐng)注意，圖中畫的是軸承承受的軸向負(fù)荷方向，不是軸系支反力方向。軸受到支反力的方向是與外界軸向負(fù)荷方向相反的，而軸承受到的軸向負(fù)荷與外界軸向負(fù)荷方向相同。

至此，我們得到了這個(gè)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)軸承承擔(dān)的徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷。

工程師可以使用本篇文章介紹的方法進(jìn)行相關(guān)電機(jī)軸承受力計(jì)算。通過這些計(jì)算我們可以得到軸承承受的軸向力和徑向力。但是如何將軸承的軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷折算成當(dāng)量負(fù)荷從而進(jìn)行軸承壽命計(jì)算呢？軸承當(dāng)量負(fù)荷的含義是什么？軸承壽命計(jì)算的本質(zhì)含義是怎樣的？實(shí)際工況中的軸承壽命與壽命計(jì)算之間的關(guān)系存在怎樣的差異怎樣進(jìn)行修正？這樣的修正才是更貼近實(shí)際的？敬請(qǐng)關(guān)注電工基礎(chǔ)欄目的相關(guān)文章