轴系统设计中轴承的跨距问题

轴承的跨距是指轴承安装在轴上时的间距。适当的轴承跨距取决于具体的应用和设计要求，因此没有一个固定的标准答案适用于所有情况。

在进行设备设计的时候，在给定负荷情况下的跨距决定轴系统支点位置，支点位置决定了在当前轴系统承受负荷状态下具体到每一个轴承所承受的负荷，这直接影响着轴承的疲劳寿命。

另一方面，轴系统中不同的跨距影响着轴承的倾覆力矩状态，这会影响轴承内部滚动体的承载状态和滚动状态，虽然在一般的轴承基本额定负荷中无法被纳入考量，但投入实际运行过程中，倾覆力矩将会影响轴承的运行寿命。

因此，轴系统中，轴承的跨距问题需要在系统设计中纳入考虑。其相关的主要因素包括：

1、轴的刚度因素：轴系统在承受负荷的时候，轴系统被轴承支撑，通常的轴系统多数是双支撑轴系统，由两个轴承或者轴承组各自承担一个支点的负荷。但是，通常情况下轴系统的受力点不一定恰恰在支点位置，因此，在轴系统受力的时候，轴会出现一定的挠曲。这种轴的挠曲对于轴承而言，就变成一个不对中负荷，如果这种挠曲较大，也就使轴承承受了较大的不对重负荷，因此轴承的寿命就会受到严重的影响。一般而言，轴越短，受力后轴的挠曲变形越小；轴越粗，受力后轴承的挠曲越小。对于支撑点轴承而言，跨距越小，两个轴承之间轴受力时，轴的挠曲越小。对于轴承而言，当然希望轴的挠曲变形越小越好，不过机械设计工程师需要根据实际情况进行权衡。置于挠曲的最大值，又与轴承的类型相关，不同类型的轴承能接受的挠曲最大程度也不相同。

2、轴的负荷因素：对于相同刚度的轴而言，同一个轴上负荷的位置距离支点距离越远，那么其倾覆力矩就越大，轴的挠曲变形就越大，此时轴承承受的倾覆力巨大，并且轴的挠曲也大，这将影响轴承寿命。用一台电机举例，电机越细长，轴承跨距越大，其质心位置距离两个支点的距离越远，轴的挠性也越大，轴承受到偏心的影响越大。（另一方面由于挠曲带来的单边磁拉力也会越大，这加剧了轴的挠曲和轴承的偏心负荷。

3、轴承类型的影响：不同类型的轴承所能承受的偏心负荷极限也不同，因此对于大跨距轴系统配置，需要选择可以承受较大偏心负荷的轴承。在诸多类型的轴承中，由调心轴承类产品，这些轴承都能承受较大的偏心负荷，对于轴系统支点跨距较大的产品，大跨距和偏心负荷不可避免的情况下应采用调心轴承。一些带密封件的调心轴承也有一定的偏心负荷角度极限。比如常用的调心滚子轴承最大可以调心1.5度左右，具体的情况应参考轴承厂家的产品样本为准。对于非调心轴承而言，深沟球轴承一般可以承受最大10个角分的偏心，而圆柱滚子轴承最大可以承受4个角分的偏心。

4、安装空间的影响：有些轴承的安装需要一定的安装空间，因此无法紧靠。同时有些轴系统也要求有一定的跨距，因此有时候设备设计结构要求和安装空间要求等，使得轴承间跨距被限制住，这种情况下，轴系无法调整，只能调整轴承进行适应。

轴承跨距的选择，影响的是轴承的负荷，同时也影响着轴承的偏心程度，在一般的基本额定寿命校核计算中考虑甚少，但是对于一些机械不得不加入考虑