旋转设备中轴承载荷条件的评估

滚动轴承是最关键的机器部件之一，正确选择它们是任何旋转设备设计中极其重要的一步。

为给定应用选择正确轴承、定义其正确布置和评估适当的预紧/游隙所需的过程需要深厚的知识、现场经验和工程精度，这些都必须用于以下主要计算步骤：

（1）、评估旋转设备的每个轴承在静态和运行中的负载条件

（2）、评估轴承载荷如何在每个轴承内部的滚动体之间分配

（3）、根据各滚动体与接触面的接触情况对轴承性能进行评价。

本质上：为了评估轴承性能，评估旋转设备的每个轴承的负载情况是基础。在本文中，通过关注限制和可能性，介绍了几种方法的优缺点。

为了解决上述计算步骤，有几种计算方法可用：有些是简化的，但可以快速产生可靠的结果；其他更复杂，时间要求更高但更准确。很明显，随着复杂度的增加，需要专门的计算软件来有效地求解背景计算模型。

根据可访问信息的数量和质量以及提取所需结果的可用时间，可以使用不同的方法来确定旋转设备的每个轴承中的负载分布：

传统方法： 快速评估单轴承或双轴承应用载荷的数量级非常有用

轴-轴承-轴承座方法： 通过考虑轴承、轴、轴承座几何形状及其相互作用，对任何轴承布置执行更精确的计算是有用的

系统方法：通过考虑不同零件的真实几何形状以及不同组件之间的相互交互，验证和优化轴承布置和整个系统是有用的

系统动力学方法：通过全瞬态分析了解任何旋转设备的动态行为是有用的。

此外，必须指出，上述每种方法都提供了不同级别的准确性：背景数值模型中所做的假设和简化需要众所周知，才能正确解释结果。

1、传统方法

传统方法允许通过简支梁的等静压模型来估计基于由一个或两个轴承支撑的单个轴的应用中的轴承载荷。这种方法是快速选择轴承的理想选择：只需最少的轴几何形状和运行条件信息，就可以针对各种应用评估轴承载荷。

然而，超静力结构（由两个以上轴承支撑的轴）不容易处理，需要更复杂的模型来评估施加的力在不同支撑中的分布。此外，主要假设之一是轴承相对于径向位移具有无限刚性，并且它们不提供旋转阻力。但是又由于不需要轴承的内部几何形状，因此假设负载滚动体覆盖约 180 度的负载区域，无需任何进一步的详细计算。

传统方法引入的关于轴承刚度（= 抗位移和旋转）的假设并不总是接近现实。事实上，每种轴承类型的行为都不同：并非所有轴承类型都适合大旋转和/或大轴向偏移；其他一些类型旨在承受这些变形。然而，为了更好地了解轴承行为，了解它们的内部几何形状很重要。此外，轴承刚度也取决于它：值得注意的是，内部游隙几微米的差异会导致与位移和旋转相关的行为大不相同。