圓柱滾子軸承在電機(jī)中經(jīng)常出現(xiàn)的配置方式是一柱一球結(jié)構(gòu)和兩柱一球結(jié)構(gòu)，由于空間限制等因素，偶爾也會出現(xiàn)兩個圓柱滾子軸承的配置方式，此時往往需要在軸承上有一些設(shè)計的變化。
兩柱一球結(jié)構(gòu)的電機(jī)軸承配置在以前的文章里曾經(jīng)講述過。昌暉儀表談?wù)勔恢磺虻妮S承結(jié)構(gòu)布置方式。
先來看一個例子：有一臺鐵路牽引電機(jī)，電機(jī)軸承系統(tǒng)配置如下圖所示：
從圖中不難看出，電機(jī)軸系統(tǒng)整體采用了一柱一球的軸承結(jié)構(gòu)。軸伸端使用的是深溝球軸承作為固定端軸承，非軸伸端使用的是一個圓柱滾子軸承作為浮動端軸承。
我們來評估一下這個軸承配置是否恰當(dāng)。
首先，我們假設(shè)電機(jī)軸伸端沒有外界徑向負(fù)荷。那么兩個軸承的受力大致如下圖所示：
此時電機(jī)軸承系統(tǒng)中兩個軸承承受的徑向負(fù)荷就是電機(jī)轉(zhuǎn)子的重力，并且一般電機(jī)的重心位置會比較接近兩個軸承的中點(diǎn)位置。因此可以大致的估計兩個軸承的負(fù)荷大小相近。
另一種情況是電機(jī)軸伸端有徑向負(fù)荷，受力如下圖所示：
圖中可以看到，軸伸端受到一個外界的徑向負(fù)荷，此時即便不用計算，僅僅從蹺蹺板原理就可以估計，軸伸端軸承的受力比非軸伸端軸承大。
如果考慮軸向負(fù)荷的情況，如果軸系統(tǒng)受到了軸向力，定位端軸承會承受這個軸向力，而浮動端軸承不會承受這個軸向力。這個電機(jī)軸承布置中，定位端在軸伸端，因此如果有軸向力，也是軸伸端軸承承受軸向力，與非軸伸端沒有關(guān)系。
通過上面分析不難得到結(jié)論，不論電機(jī)的軸伸端是否有徑向負(fù)荷，不論軸伸端是否有軸向負(fù)荷，這臺電機(jī)的軸伸端軸承的受力都會大于等于非軸伸端。
再來看電機(jī)軸承的實(shí)際選型，軸伸端選擇了深溝球軸承，而非軸伸端選擇了圓柱滾子軸承。而總體上說，圓柱滾子軸承的徑向承載能力大于深溝球軸承(相同內(nèi)徑尺寸的軸承進(jìn)行對比)。
因此，可以看出，這個配置中，將負(fù)荷能力大的圓柱滾子軸承翻到了負(fù)荷較輕的一端，而負(fù)荷較重的一端使用的是負(fù)荷能力相對弱的深溝球軸承。所以這樣的配置是不恰當(dāng)?shù)摹?
通過這個案例，我們可以知道，對于一柱一球的結(jié)構(gòu)，通常是因?yàn)殡姍C(jī)有一個支撐端受到的徑向負(fù)荷已經(jīng)沒辦法通過使用深溝球軸承得到滿足，因此使用圓柱滾子軸承承載。圓柱滾子軸承內(nèi)部滾動體和滾道之間的接觸是線接觸，接觸面積大，承載能力強(qiáng)，因此可以承擔(dān)這個負(fù)荷。
實(shí)際工況中，一般如果電機(jī)軸伸端連接皮帶輪等大徑向負(fù)荷的負(fù)載的時候，軸伸端會采用圓柱滾子軸承作為浮動端軸承，而非軸伸端使用深溝球軸承作為定位端軸承的結(jié)構(gòu)布置方式。對于軸伸端負(fù)荷并不重的情況，通常會使用兩個深溝球軸承的結(jié)構(gòu)布置方式。
不論如何，對于非驅(qū)動端，在負(fù)荷不重的時候一般不使用圓柱滾子軸承。一旦這樣使用，圓柱滾子軸承反倒更容易出現(xiàn)震動、噪聲、發(fā)熱等提早的失效。
對于兩柱一球的結(jié)構(gòu)中圓柱滾子軸承的使用，大家可以參照技術(shù)文庫里的軸承類文章。
軸承相關(guān)閱讀
常見電機(jī)型號與軸承對照表
關(guān)于鋁殼電機(jī)軸承跑圈、定位端、浮動端等問題
