电机轴承配置——配对角接触球轴承定位

电机轴系统承受轴向负荷的时候，这个轴向负荷通常由轴系统中的定位端轴承提供支撑。如果定位端使用的深沟球轴承，那么由于深沟球轴承轴向负荷承载能力有限，那么这个轴系统也就不能承受较大的轴向负荷。这种情况下，可以使用角接触球轴承作为定位端轴承。

一般的单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，因此在电机中，用配对的角接触轴承进行面对面或者背对背的配对方式布置在定位端。

下图为面对面配对角接触球轴承加深沟球轴承的轴系统配置方式。

图中，右侧轴伸端使用面对面配对的角接触球轴承作为定位端轴承，左侧非轴伸端使用深沟球轴承作为非定位端轴承。这中轴承布置中，定位端的面对面配对角接触球轴承用以承受轴系统的轴向负荷以及径向负荷；非定位端深沟球轴承用以承受轴系统的径向负荷。

这个轴承配置中，轴系统径向负荷由角接触球轴承和深沟球轴承共同承担。如果轴系统的径向负荷很大的时候，深沟球轴承可能不能满足负载需求，这种情况下可以将深沟球轴承替换成圆柱滚子轴承，如下图所示：

这种轴承布置中，作为定位端的配对角接触球轴承内圈和外圈两端均需要轴向锁紧锁紧。值得注意的是，两个角接触球轴承必须选用配对的角接触球轴承，不能随意选择两个任意的单列角接触球轴承组合使用。这是因为，两个角接触球轴承是通过端面的尺寸来调整夹紧后的内部预负荷的。配对的角接触球轴承的端面尺寸是经过专门的加工和处理的，夹紧后可以得到需要的轴承预负荷。轴承供应商一般可以提供通用配对角接触球轴承或者已经配对的角接触球轴承。通用配对角接触球轴承可以实现任意两个角接触球轴承配对使用，不用特别处理；而配对角接触球轴承通常是配对提供，并且配对面有专门的标志，在安装使用的时候需要注意配对的角接触球轴承不能拆对儿，并且配合面必须按照标记面进行安装，否则会导致轴承内部预负荷错乱，影响轴承的使用寿命。

另外，需要注意的是，配对角接触球轴承有面对面和背对背配置两种。两种配置方式的轴承组在承载能力上相似，但是面对面配对的轴承组与背对背配对的轴承组相比，前者具有较好的抗倾覆力矩能力，支撑刚性更好。但是对于某种需要支持柔性好的场合，也可以选择背对背配置的角接触球轴承组。

在角接触球轴承做定位端轴承的结果中，非定位端轴承的布置与其他类型轴承布置中一样，需要保证轴系统在热态下出现的轴向伸缩可以通过游动端在轴向上的自由移动来吸收。如上图所示，深沟球轴承需要在轴承外圈两侧放开，同时外圈与轴承室之间使用相对较松的配合。为了减少轴承的噪声，可以使用弹簧为深沟球轴承施加预负荷。

对于圆柱滚子轴承做游动端的方式而言，由于圆柱滚子轴承可以在轴承内部实现良好的轴向移动，因此不需要对轴承的外圈做放开处理。这种情况下，轴承外圈轴向两侧需要加紧，轴承外圈和轴承室之间的配合也不需要考虑轴向移动的需要，按照实际需求选择一般的配合或者紧配合即可。

对于电机生产厂家而言，这种配对角接触球轴承加径向轴承的配置方式比较容易实现。但是在一些特殊领域，也可以使用两端各一个角接触球轴承的交叉定位方式实现轴系统的轴向承载。但是这个结构相对较复杂，同时需要对交叉定位的角接触球轴承的安装尺寸进行校核计算，安装的时候也需要进行相应的调试。因此这种结构通常用在齿轮箱等复杂的结构中，电机轴较少使用。