电机转速概念详解

电机轴承的速度问题是大家在电机轴承选择中常用的。因为现在可能很多电机厂设计的电机转速高了，所以大家遇到的所谓高速问题。其实这也是在电机不同速度的情况下选择轴承的一个共性问题，倒也不是高速问题。如果再仔细讲一点高速问题，相反的就是电机的低速问题。所以其实这都综合在一起，我们把他归结成电机轴承的速度问题。

这一页给大家展示了，在选择轴承时，经常参考的一些轴承目录，总给出很多额定数字。包括轴承的尺寸、轴承的负荷、一些计算的系数，其中也包括电机轴承的额定转速。如果你主要看各个轴承厂家规定的型录里对转速额定的描述，会发现有一些不同。首先一点有一个额定转速，这个额定转速就跟电机的额定转距、额定电压、额定电流一样，是一个额定值。但是对于这个额定值的确定，会发现在不同轴承的型录里，会有不同的描述。

我想在跟大家直接探讨关于高速电机轴承选型的一个话题之前，先帮助大家理解关于电机轴承速度的概念，从而大家就可以比较清楚，在不同的转速上下对电机轴承选择的一些原则或者注意事项，其中也包括使用的注意事项和安装的注意事项。

这其中就是大家要先看到电机转速额定的定义。大家经常会在型录里看到这样的数据。那么如果你参考不同的厂家的型录，他有两种方式的定义，那么我这个图上面的那个表格，其中是有些厂家额定转速下面画了两列，一列叫做脂润滑一列叫做油润滑。下面这个图又是另外一些厂家给的额定转速，他把这个转速分两类，一类叫做参考转速，一类叫做极限转速。

那么大家就会看到，其中有四个概念，油润滑额定转速、脂润滑额定转速、参考转速作为额定、极限转速作为额定四个概念。那么轴承的转速到底这个额定值是什么呢。这就跟大家谈到一个转速额定的定义概念了。

2 轴承的热参考转速

首先跟大家介绍所谓轴承的热参考转速定义，这个转速就是在上面那个图表里面那个转速定义。其实为了便于大家理解，跟大家说一下，上一张图里的第一个表格是日本的一些厂家品牌的型录轴承定义，那么下面那个表格是欧洲一些品牌对于轴承额定转速的定义，我们中国的绝大多数厂家选用的轴承额定转速定义都采用上面的那个表格，也就是日本的转速定义。

那么在这给大家介绍转速额定定义的概念就是轴承的参考转速。

首先，轴承的热参考转速是指轴承在一定的条件下，当随着转速的升高，轴承温度可能会升高。那在一定的环境温度达到一定的稳定温度的时候，轴承的最高转速，我们把它定义成轴承的热参考转速。这页PPT给大家呈现的内容就是根据ISO15312规定的参考转速的测试条件。

可以看到，其实他是指轴承的外圈固定内圈旋转的这种轴承。当环境温度是20度，轴承稳定温度，外圈温度是70度的时候，那对径向轴承如果施加0.05倍的C0，推力轴承施加0.02倍的C0的时候，并且这个轴承是普通游隙，开式轴承。这个轴承是油润滑的，那么这个表格里列了润滑条件，如果是脂润滑的，表里也里列了润滑条件。

总之，这个表大家不用做一个强劲的记忆，大家会知道，轴承的热参考转速是指轴承在一定工况下旋转，旋转到稳定温度70度，环境温度20度的时候，他的转速。

为了便于理解这个概念，试想如果这个轴承旋转的时候，转速超过这个热参考转速情况会怎样。换言之，如果是在这个给定的测试条件下，如果轴承转速高于参考转速，轴承会怎么样呢。答案是，轴承会继续发热。假设轴承在继续发热的情况下，对轴承有什么样的影响呢。

我们不妨想一个很常见的一种情况，比如说在这个条件下，这个转速超过轴承的热参考转速，但这个轴承的外圈温度停留在72度稳定。大家觉得这个轴承会坏吗。很显然这个轴承不会坏，那75度会坏吗，这个不同的温度，代表着转速的升高，高的75度它会坏吗，答案当然也是不会换。

那么问题来了，我们能够明显地了解这个轴承热参考转速的定义是指如果轴承的转速高于这个转速的话，这个轴承会发热。但是轴承发热，会不会轴承一定损坏，这个我不能画等号。

举个例子，如果这个轴承的运转温度超过了热参考转速。那么轴承温度高了，如果通过各种手法对轴承进行降温冷却，使它回到70多度。那么这个轴承依然不会有问题。换言之，轴承的热参考转速是可以被超越的，前提是温度要控制好。

那这个同样的轴承，如果轴承里放的是润滑油和润滑脂，这个轴承的热参考转速，就是环境温度20度的时候转到70度的时候，这个热参考转速会不会不同呢。

如果真的做实验，大概就会发现不同，但实际上大家都凭感觉，会觉得如果放的润滑脂，可能这个温度会高一点儿，如果是润滑油，一般的油比较稀，可能温度会低点。

但事实上如果按照轴承合适的润滑给油量。那样的话，真的大规模实验的时候，你会发现在轴承运转的初期的温度，润滑脂确实比润滑油的温度高。但是随着轴承进入稳态运行，经过一段时间，这两者之间的差别不大。于是就有了，脂润滑和油润滑。而对相同轴承不同型号的轴承下产生的不同的热参考转速。

讲到这里，大家似乎会有点感觉了，就是你会发现日本轴承的一些品牌和国内轴承，他用油润滑和脂润滑定义的这个轴承转速是指热参考转速。

也就是说，我前页PPT中，上面那个表格的转速额定指的都是轴承的热参考转速，只是在不同润滑的条件下。那么下面那个表格里是把轴承的热参考转速，由于长时间运行的时候，两者温度差不大，所以他合并成了一个热参考转速，其实在轴承的一些型录里只写的是参考转速。我后面可能会出的书里，为了让大家便于理解，我把它全都叫做热参考转速。

好，通过这个点，大家都知道了，很多型录里写的参考转速或者油润滑脂润滑的额定转速都是指的热参考转速。可是我们前面提到依然是转速额定。那为什么超过这个转速额定轴承不一定会坏。尤其是在加强冷却的时候，轴承还不一定会发热坏。如果一直努力的改善轴承的冷却情况，一直改善润滑状况，把轴承一直提高转速，那么它的温度当然上不来，但是不是到某种程度上，到时候也会不行，也会坏了。答案一定是肯定的。

4 热参考转速和机械极限转速之间的关系

-    对于不同类型的轴承

-    对于不同的工况而言是否可以超越

前面的描述，大家是不是会有一个概念，我的描述顺序是，当这个轴承转速升高，在一定工况下，轴承会发热，那么发热发热，如果是按照那个标准工况20度环境温度到70度，如果发热温度到70度的时候，他达到的是热参考转速，这个时候我转速再升高，升高到机械崩溃的时候才接近极限转速，是不是暗含一个含义，轴承的机械极限转速一定高于热参考转速呢。答案是否定的，不同类型的轴承情况不一样。

举个例子，对于圆柱滚子轴承，由于相对相同内径的轴承尺寸比较大，轴承保持架是轴承内部机械强度弱点最严重的地方，保持架的体积相对比较大，或俗话说就是比较结实，所以在有高的离心力的情况下，这个保持架其实他崩溃所需要的离心力会更大。

但是相应的，对于圆柱滚子轴承，我们都知道轴承是滚道和滚子之间是线接触，线接触承载力大，那么接触面积大，相对发热也比较大，而它发出的热量散热又比较不容易。那么由于这些特性，你会发现如果你查圆柱滚子轴承的时候，他的机械极限转速会比轴承的热参考转速高，这就符合我们前面说的那个逻辑了。

但是如果有机会你看深沟球轴承，你会发现这两个数字大小是相反的。那换言之，就是如果是深沟球轴承，在转速很高的时候这个深沟球轴承由于是点接触，那么接触点发热比较小，由于是点接触，周遭的润滑介质比较充裕，它的散热比较好，所以它的发热不是主要矛盾。但是对于深沟球轴承来讲，他的保持架相对比较单薄或者薄弱，在高转速的情况下保持架的机械强度可能会是个问题。因此，你会发现，对于深沟球轴承，它的热参考转速是高于机械极限转速的。

那么这种情况下，大家会提出一个疑问啊，对于深沟球轴承而言，那么轴承的热参考转速高于机械极限转速。那如果我们把它变成物理意义的话，就是这个轴承在达到环境温度20度，稳定温升70多，在达到70度的时候，还没达到70的时候，轴承就已经崩溃了，因为他的那个极限转速更低，还没达到这个温度时他就已经散架了。那你是怎么测试到70度时候这个转速的呢。这里要跟大家说一个情况，这个热参考转速并不是每颗轴承都要做实验的，他是根据轴承的模型，做的热的模型的计算值。