电机轴承轴向预负荷应该加多大？

在讨论电机轴承的轴向预加载时，需要考虑几个关键因素：电机的运行条件、负载类型（静态还是动态）、环境温度变化以及预期的使用寿命等。

1. 负载类型：

对于轻载应用，通常不一定需要施加轴向预负荷。

在重载或高动态性能要求的应用中，适当的轴向预加载可以提高轴承的刚度和稳定性，减少振动，并有助于延长寿命。但是，过度的轴向预加载可能会导致摩擦增加、效率降低以及可能的过热问题。

环境温度变化： 温度的变化会影响轴承内部的间隙，尤其是对于精密设备而言。在极端温度条件下运行时，适当的轴向预负荷可以帮助保持正确的间隙和接触压力，确保轴承性能稳定。

1. 电机类型与应用：

伺服电机通常需要更精确的控制，可能要求使用有预加载的轴承以减少回转误差。

风力发电机、工业驱动等高动态应用中，适当的轴向预负荷有助于提高系统的响应性和稳定性。

推荐值： 轴承制造商通常会提供关于如何施加轴向预加载的具体指导。对于大多数应用而言，推荐的轴向预加载量大约是轴承额定载荷的20%到30%，但这需要根据具体的电机和负载条件进行调整。本文后续内容也会讲数据体的计算。

测量方法： 通常使用专门的工具（如轴向负荷测试仪）来精确施加并测量轴向预加载。确保在安装后对轴承进行适当的检查，以确认预加载量是否符合设计要求。

维护与监控： 定期检查和调整轴向预加载是必要的，特别是在运行条件变化或预期寿命结束时。使用振动分析、温度监测等方法可以帮助识别可能的异常情况，并及时调整预加载状态。

对于施加需要施加预负荷的电机而言，本文具体介绍计算方法。

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，因此我们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最好，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。我们知道，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=kd

其中，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。