电机轴承选型也省钱——要协调

前面两篇文章谈了电机轴承选型的时候不能选大了，也不能选小了。轴承选大了，负荷能力过剩，甚至有可能所选的轴承所承受的负荷不能达到最小负荷的要求，会出现轴承的提早失效。并且，即便轴承的最小负荷达到要求，这样选大的轴承也是一种选型浪费。在电机轴承选型阶段的经济性考量中，是一种“失败”。

轴承选小了，轴承运行寿命会短于预期，其中的坏处不是经济性，而是轴承本身性能不满足要求。

 

单个轴承尺寸大小的选择是电机轴承选型应用的重要环节。同时，将两端选型好的轴承进行综合考量，有时候经过一些妥协之后，往往可以找到一些潜在的成本降低。

 

 下面就经常遇到的一些平衡进行简要叙述：

非驱动端设置为固定端

前面的文章中介绍过，电机轴承固定端放在驱动端或者驱动端的方式从轴的轴向跳动等方面的影响。今天这里主要介绍这个选择中的经济性考量。

首先，一般卧式电机而言，驱动端轴承承受的径向负荷大于等于驱动端轴承。考虑到电机轴伸的径向负荷（其中包括联轴节重量，皮带轮重量，皮带轮张紧力，链轮链条重量、径向力等），那么电机驱动端轴承的径向负荷会大于非驱动端轴承。这就是为什么很多电机厂家设计的轴承前端轴承大于后端轴承的原因。

这种结构中，电机的非驱动端轴承（后端轴承）径向负荷小，轴承相对较小。在整个轴系统中，如果设置为固定端轴承，那么当电机轴由轴向负荷出现的时候由这个轴承承担。减少前端（驱动端）轴承的负荷。这样的选择，可以缩小前后轴承的尺寸差异。在一定情况下甚至可以选择一样大小的轴承。

 

上述轴承的选择考量，使得轴系统上轴承的负荷相对均衡，轴承尺寸大小差异缩小。这样的均衡选型有助于降低总体轴承的采购成本。

轴系统轴承均衡选型的经济性考虑：

轴系统轴承型号接近，或者轴承型号一致会有利于降低成本：

1、如果前后轴承型号一致，这样可以减少采购轴承品类，同时增加单一型号轴承的采购量，有助于降低轴承生产制造成本，从而降低轴承采购成本。

2、前后轴承型号一致，可以减少电机轴承在后续使用过程中轴承备品备件的品类和库存成本、

3、可以躲避某些过大、过小的轴承选型，降低特殊型号轴承的采购需求。

4、两个轴承接近，在相似的负荷下，轴承的寿命接近，在后续维护中可以合并维护，有助于降低维护成本。

 

协调的轴系统轴承选型原则

综上所述，协调的轴系统轴承选择原则（对于电机系统而言）是：

- 轴承负荷承载情况相对平衡

- 轴承类型尽量少

- 轴承的尺寸大小差异尽量小

- 轴承的固定方式相对简单

 

可以是举几个例子，从经济性上探索可行的优化方案：

A: 6201+6205

B: 6319+NU 319

C: NU220+NU220&6320

 

对于A方案

1、检查两个轴承的差异是否是由于轴向负荷引起的。如果6205承担轴向负荷，是否可以挪到6201，从而减小6205，增大6201。

2、检查两个轴承的负荷是否匀称，如果非皮带轮连接，电机里的两个轴承负荷差异不应这么大。

对于B方案

1、检查电机是否是皮带轮连接，如果是联轴节连接，那么检查轴承负荷。此时轴伸端不应该负荷比非轴伸端大这么多。NU轴承是否可以被替换。

2、如果是前端径向负荷很大，那么后端轴承径向负荷应该更小。因此考虑是否可以选择6219、6317甚至更小轴承，这样可以降低成本。

对于C方案

1、检查负荷是否足以需要NU轴承。

2、两柱一球结构中深沟球轴承仅仅起到定位作用，此处可否换成6020.

 

以上，仅仅试着列举了几个例子，讨论从经济性，轴系统协调性考虑角度看轴承选型的情况。

多年前以为前辈曾经教导笔者：一个好的设计图纸，一眼望去就是美的。各个部分是协调的，平衡的。经过数十年工作，笔者对这句话深以为然。很多设计，一眼看上去就又不协调，不均衡，或者突兀的地方，在审图的时候，在这些点细看，往往会存在一些不合理。这也是一个有用的经验之谈。