第三節 電機軸承的承載能力

電機軸承由于其本身設計特性會導致其承載能力不同。在第一章第一節的內容中，討論了幾種常用類型軸承承受不同方向負載的能力。本節就軸承承載能力的方向、分類及其大小進行介紹。

一、電機軸承承載方向及其分類

軸承的負荷是從軸承的一個圈通過滾動體傳遞到軸承的另一個圈，那么其公稱接觸角（軸承公稱接觸角的定義和常用軸承的數值見第一章第一節相關內容）的連線也就是軸承內部承載力傳遞的方向。由此可知，軸承公稱接觸角越大，軸承的軸向承載能力越大，反之亦然。

如果軸承的公稱接觸角為0°，也就意味著軸承承載方向沒有軸向分量，軸承承受純徑向負荷，這種軸承被稱為徑向軸承或者向心軸承。

相應地，如果軸承的公稱接觸角為90°，也就是軸承的承載方向沒有徑向分量，軸承承受純軸向負荷，這種軸承被稱為推力軸承。

公稱接觸角為0～90°的軸承，統稱為角接觸軸承。這類軸承同時具有軸向承載能力和徑向承載能力。

二、根據接觸角對軸承分類

常用軸承的接觸角大小和范圍在第一章第一節中已經做了簡單介紹。下面再介紹一些詳細內容。

接觸角在0°～90°之間，以45°為界，根據接觸角的大小，可以對軸承進行分類，如圖2-6所示。

接觸角為0°的，稱之為向心軸承，如果滾動體是球，稱為向心球軸承，也叫深溝球軸承；如果滾動體為圓柱狀滾子，稱為向心圓柱滾子軸承，其中徑長比在1∶3以上的，稱之為短圓柱軸承（也叫圓柱滾子軸承），徑長比在1∶3以下的，稱之為滾針軸承。

接觸角為0°～45°之間的，稱之為向心推力軸承。

接觸角為45°～90°之間的，稱之為推力向心軸承。

向心推力軸承和推力向心軸承統稱為角接觸軸承。如果滾動體是球，就是角接觸球軸承。

接觸角為90°的，為推力軸承，根據滾動體不同分為推力球軸承和推力滾子軸承。

對于圓錐滾子軸承，由于其兩個滾道之間并非平行，因此可以針對某一個滾道法線與垂直方向夾角來計入接觸角。此處不展開，若需了解，請參看相關資料。

需要說明的是，深溝球軸承由于其內部滾道為一個圓形溝槽，因此當軸承承受軸向負荷時，滾動體在兩個滾道上的接觸點會相應地出現偏移。宏觀上講，深溝球軸承具有一定的軸向承載能力；微觀上講，此時深溝球軸承接觸點連線已經與垂直方向出現夾角，處于角接觸球軸承的工作狀態。此時已經不是作為一個純向心軸承承載。這就是深溝球軸承作為向心軸承卻能夠承載軸向負荷的原因。

三、軸承承載負荷大小的能力選擇

軸承的承載是通過滾動體和滾道之間的接觸實現的，在相同壓強下，承載面積越大，其整體承載負荷就會越大。

從宏觀的角度來講，對于球軸承而言，滾動體和滾道之間的接觸是點接觸；對于圓柱滾子軸承而言，滾動體和滾道之間的接觸是線接觸；對于調心滾子軸承而言，每次都是一對滾子和滾道接觸，不僅僅是線接觸，而且線接觸的長度大于單列軸承。

由上述分析可知，電機常用的軸承中，在相同內徑下，調心滾子軸承的承載能力大于單列圓柱滾子軸承，單列圓柱滾子軸承承載能力大于深溝球軸承。斯凱孚對各類軸承的承載能力有一個定性的對比，如圖2-7所示，圖2-7中軸承的承載能力用基本額定動負荷的方式表示。