轴承发热的计算

一、产生轴承温升的原因

轴承在运行时候的温度与冷态温度会存在一定差异，也就是轴承运行的时候有一定的温升。

产生轴承温升的原因主要包含在两个方面：

1、第一，外界的传导

由于外界机械零部件在运行时候产生的发热而导致的整个机械各个零部件的温度升高。这个热量通过传导，传递给轴承，从而造成轴承的发热。

对于电机和齿轮箱而言，主要是：

1）对于电机而言，电机运行的时候，自身最大的热源是绕组和铁芯本身。常说的电机运行时候的铜损就是电流流过导线而造成的发热损耗；铁损就是当电机运行时候磁场变化而带来的铁芯自身的发热。这两部分是电机发热的主要来源，这个发热会通过机座、轴、端盖传导到轴承上，从而造成轴承的温度上升。

2）对于齿轮箱而言，齿轮啮合会带来摩擦发热，这个热量通过齿轮，轴，机座的传导作用；润滑油的搅动传递给轴承，也会造成轴承温度的上升。

2、第二，轴承自身的发热

轴承在运行的时候，轴承内部存在滚动摩擦、滑动摩擦、拖曳损失、密封摩擦等相应的摩擦，这些摩擦以热量的形式散发出去，造成轴承自身的温度升高。

设备工程师十分关心轴承自身的温度，因此有时候需要对轴承的温度进行预估计算。本文针对这一问题选择一个简单的方法介绍给大家。

在进行具体的计算之前，首先对上述两部分发热的状态可以大致进行一下预估。做这种预估的原因是，在现场如果不能进行具体计算的时候，至少可以对轴承发热各部分原因的总体有一个大致的评估和认知，从而鉴别现场状态的正常与否。

我们知道，对于滚动轴承而言，轴承内部的摩擦大多数是滚动摩擦，滚动摩擦的性质决定了滚动摩擦应该是一个很小的值。

注意，这是滚动轴承的特点所决定的，否则要滚动轴承干嘛？千万别忘了滚动轴承被发明的目的就是减小摩擦，减小阻转矩。

滚动轴承内部的滑动摩擦所占比例应该很小，否则也不能被称为滚动轴承。同时滚动轴承搅拌润滑的损失，与其他摩擦比也应该不是一个很大的值。这样一来，滚动轴承运动是自身的发热就不是发热主体，应该是整个轴承出现温升的一个次要因素。

使轴承出现明显温升的主要因素是设备自身的发热。设备自身的发热量在设备进行设计的时候会有一个估算，这样的发热传导到轴承上，考虑到散热等因素，通常会小于等于设备自身发热的总值。

基于上述知识，现场在面对轴承发热的时候，首先可以检查设备发热的轴承温度分布，然后再考虑轴承自身的发热因素。如果轴承温度明显高于设备温度，就应该引起警惕，因为此时轴承的发热成为了主要热源，说明内部摩擦状态已经不是正常状态。

轴承自身的发热的计算，是从计算轴承的摩擦开始。本公号上一篇文章介绍了轴承自身摩擦转矩的计算方法，通常轴承自身的发热可以通过自身摩擦转矩进行计算，公式如下：

式中（更正：式中应为-4）：

M：轴承的总摩擦转矩，参考上一章滚动轴承摩擦转矩的计算介绍的计算方法；

n：轴承转速。

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