轴承转速的界定
- 轴承的ndm值
- 不同类型轴承的转速能力
- 轴承低速、中速、高速的界定
前面跟大家谈了很多，其实谈的就是轴承转速的定义或者是我们在经常翻的轴承综合型录里，或者是目录里介绍的转速的定义，一大堆背后的物理意义。
但是日常我们怎么来描述轴承呢，或者怎么样描述轴承的转速呢。今儿在上节课上，或者是在论坛里，很多人都会提这样的一个问题。他说王老师轴承1万rpm，这个轴承该怎么选，说这个15000rpm该怎么选。老实讲，你告诉我1万rpm或者是15000rpm，我是没法选的。
为什么呢，你告诉我的是轴承的转速，那么你没有告诉我是什么轴承，不同的轴承，对应的热参考转速和机械极限转速是不一样的，你告诉我15000rpm或者1万转，我完全不知道这是什么类型的轴承，也不知道多大小的轴承。其实我是完全没有办法选择的。
所以大家在所谓高速电机里的轴承选型，一定要先确定你这个轴承的大小，或者是这个轴承的类型之后，你才可以来确定这个轴承的转速能力是否满足这个绝对转速。比如说你可以问我王老师，我这个轴的转速是12000，但是我轴的外径是20毫米，或者我的轴的外径是200毫米，那么我这个轴承该怎么选。
或者你说我的轴的转速是1万转，我选的是6205可不可以，我这轴的转速是1万，我选的是6322可不可以或者是nu214可不可以。这样的问题都是成立的，如果你只问我一个1万转，我该怎么选轴承是没有人可以帮你选择出来的。
这其中就会出现不同的一个对基本概念的理解，比如说越小的轴承，转速能力越高，越大的轴承转速能力越低，如果你看轴承的综合型录的话，你可以很轻松的发现这个趋势。原因是为什么吗，很简单小轴承离心力也小，那么轴承的发热也小，这个参考转速和极限转速都会很高，因为他这两个致命因素都小。但是轴承越大，它的发热也大，承载也大。然后因为它体积比较大离心力也会比较大，所以它的两个转速都会比较低。
所以，如果你跟我说1万转的轴承，对于608、对于6201、6200其实这都不算什么，但是如果你告诉我1万转的轴承，如果对应的6322，我就可以直接告诉你不可能，这实在是太可怕了。所以你会发现，不同大小的轴承的转速能力是不一样的。
所以与其如此，你倒不如选用我们对轴承转速评判的另一个指标，我们管它叫ndm值。ndm顾名思义，就是轴承的转速乘以轴承的中径，这个中径就是轴承的内径和外径的算术平均数。如果你是个喜欢研究的人，就发现这个乘积值，最后得到的是个线速度的概念。
那么，由于这个值里包括了转速与轴承的内径，并且得到了一个线速度值，所以你就不管轴承内径多少，你告诉我ndm值，我就可以给你界定它到底是低速中速还是高速了。比如说你的轴承转速是1万，那你dm值如果只是十毫米的话，ndm值才是10万，其实并不是很大。怎么评价不是很大，我们对轴承的低速中速高速的定义，其实用的是30万50万70万100万。也就是当ndm值大于70万的时候，我们才认为是高速应用，对于ndm值大于100万的时候才叫超高速应用。
所以你想想，如果你的转速值是1万，如果DM值是20的话，那你才是20万，你DM值是30的话，才30万，才达到一个低速的情况，根本就不算高速。但是，换言之，如果你这个DM值很大，6322，那可能8000rpm、7000转3000转就已经对他来讲是一个很大的挑战了。
所以你要么告诉我轴径和转速，要么告诉我NDM，都可以来确定到底是高速还是非高速。
前面跟大家谈了轴承的尺寸和轴承的转速之间的关系，肯定是轴承尺寸越大它的转速越低。那么，即便相同轴承内径或者相同轴承外径的轴承，那么它的转速能力也是不一样的。就拿前面说的例子来讲，同样的直径100的轴，那么使用圆柱滚子轴承nu220，或者使用深沟球轴承6320。你就会发现，深沟球轴承的转速能力是高于圆柱滚子轴承的转速能力。因为有了前面基本概念的介绍，你轻松的就可以推断出结果是这样的，因为深沟球轴承它的那个离心力比较小，发热比较低，所以深沟球轴承自然转速相对能力比较高了。所以你会发现不同类型的轴承有不同的转速能力。
可以给大家一个基本的指导原则，就是轴承的接触面积，滚道的接触面积越少，轴承的转速能力就越高。
所以通过上面的两个概念的介绍，大家应该得到了一个结论，就是轴承的尺寸越小，轴承的转速能力越高，轴承的滚道接触面积越小，轴承的转速能力越高。
如果我们对日常的轴承排排序的话，你会发现6320的转速能力，就不如608的转速能力高。那么nu320的转速能力，就不如6320的转速能力高。这都是根据前面这个原则轻松可以判断的。还有，如果你选nu320和nu220。那么很简单nu220的转速能力就会更高，因为nu220的那个接触面积会更小。
那么这个PPT最后一页就是轴承的低速中速高速的界定，这个事情很简单，我一般用ndm值界定，刚才说了三十、五十、七十三条线，低于30的低速，30到50中速，50到70中高，70以上高速，100万以上是超高速。所以你用的电机到底是低速中速高速，自己去算NDM值就知道了。
高转速工况下轴承选择的注意事项
轴承类型的选择
有了这些基本概念，就可以针对上次大家谈的问题来谈一谈所谓高速情况下轴承选择的注意事项了。之所以前面花了绝大多数时间跟他谈转速定义，原因就是如果只告诉你高速下怎么选，其实你不知道为什么，当我把这个概念给大家介绍清楚的时候，你就会知道我给大家高转速下轴承选择的那些建议的原因是什么。或者如果诸位有兴趣，可以自己根据我前面的介绍做相应的推断，如果在高速下我应该怎么选轴承。
现在我们回到大家的问题，在高转速下，假设我现在有一个高转速，NDM值达到70万了，那么我们该如何选择轴承。
首先给大家一个原则，就是在给定转速下所允许的最小轴径下去选择轴承。为什么选最小轴径，轴径越小，轴承就可以选的越小，轴承选的越小，轴承的质量就越轻，轴承的离心力就会越小，轴承的极限转速就会越高。如果把这个原则再说透一点，就是在高转速高NDM的情况下，轴承首先要做尽量小的轴承选择，就轴承能选多小选多小。
那另外一方面，如果你轴承选的已经够小了，如果直径再小的话，轴的强度就不够了，那你怎么办呢，就要选轴承的接触面积小的，轴承滚道之间接触面积小的，这个接触面积越小，轴承越小。
如果这么说还不好理解，那不是换一种角度，就是说如果能用球轴承的就不用滚子轴承，能用轻系列的就不用重系列。这个原因大家就清楚了，能用小的不用大的，这是为了提高转速，能用轻系列的，不用重系列，这同样为了提高中转速，但是中间你会牺牲掉另外一些情况就是。就是你轴承选的小了，轴承的系列选轻了，轴承的负荷能力就会下降。
那么，轴承选小尺寸的基本原则就是在轴能够传递扭矩情况下的最小轴承，轴承能够承受负荷情况下的最小轴承，这两个原则作为轴承高转速应用的一个指导方针。当然还有能够选单列轴承的不要选那种双列轴承，也是其中的原则。
轴承游隙的选择。通常我们有一个游隙选择的一个概念，就是转速高的时候，由于我们可能担心温度的升高，可能我们会选择C3的游隙。但是所有的事情都是这样的，你选择一个因素就意味着放弃一个因素，你选小轴承就意味着放弃负载，你选C3游隙就意味着可能带来某些噪声的可能。
轴承游隙的选择
- 游隙的概念
- 工作游隙
- 游隙选择
那你这么选游隙，你就知道游隙有一个基本的概念，就是你选完的轴承游隙是轴承的初始游隙，轴承的初始游隙在装到轴上和轴正常工作之后中间有个差值，就是轴承要减去由于温升带来的游隙减少量，再减去由于安装配合带来的游隙减少量，得到的游隙是这个轴承的工作游隙，所以我们说的选择C3游隙是为了使轴承的工作游隙相应变大一点。
但是我可能跳过了一个概念，就是什么是轴承的游隙，轴承游隙如果按标准概念就是一个轴承拿过来，轴承的内圈固定，轴承的外圈相对于内圈的移动量，那我们就管他叫轴承的游隙，当然，如果这个移动量是轴向的，得出来轴承的轴向游隙，如果这个移动量是径向的，得到的是径向游隙。
轴承润滑的选择
- 高转速下润滑选择注意事项
其实真正的高速领域下还有另外一个重要的因素就是轴承润滑的选择。当然如果我们把润滑专题的内容展开，那就很长了，可以做一个专题的介绍，所以我没办法展开，我只会把结论跟大家说一下，供参考。
我们都知道，轴承在运转的时候，轴承内部是填充润滑剂的，不管润滑脂还是润滑油，轴承在旋转的时候都润滑剂进行搅动，这种搅动会发热。就像我们在搅动一杯水和搅动一杯蜂蜜的时候，那么很显然搅动蜂蜜的时候力气更大，如果相同的速度搅拌，那么它的发热也会更大，那么就会得到一个结论，润滑剂的稠度越大，它带来的发热也会更大。
所以在电机轴承高速的应用场合里面，我们就选择润滑脂的基础油粘度相对较稀，同样润滑脂的稠度要相对较稀的才能使用于高速场合。
如果排序这么排序，经常大家用的油脂是二号脂三号脂，在高速的情况下，尽量用二号脂不用三号脂，那如果二号脂也不能使用的话，我可能会选择稀油润滑，如果油浴润滑不能选择的话，我们可以选择喷油润滑，如果喷油润滑再不能满足的话，我们可以使用油气润滑。在这些情况下，都可以有助于帮助轴承实现高转速。
高转速下轴承选选择的其他问题
- 测试问题
- 轴承的寿命问题
其实在高速情况下还有一些其他的问题。比如说轴承选好了，会牵扯到轴承的密封，那么对于小的是深沟球轴承，有橡胶密封，有铁盖密封等等不同的密封方式。如果电机轴承的转速很高，转速越高，密封部分发热就会越严重，因此在高转速的情况下，橡胶密封的转速能力就不如铁盖的转速能力高，这个道理都很简单，密封就是唇口和轴之间的接触，这个接触力越大，发热越大，密封效果越好，但是转速能越低。所以这个时候在高速情况下，可能要牺牲密封性能或者转速能力。
能选轻接触，不选重接触，能选非接触，不选接触式密封。密封选择的一些建议。
那么，在真正的高转速情况下，还会遇到另外一个困扰，就是在做轴承寿命计算的时候。如果你用小时为单位计算，你会发现这个计算的寿命短的可怕。那么这个时候是不是就不敢用了。这个说起来话题非常的长，也就是说我们如何看待轴承的寿命计算，我只能告诉大家结论，就是轴承的寿命计算不是算命程序，你算出三万五万十万二十万小时，不一定这个轴承三万五万十万二十万小时就会死，他是对轴承大小选择的一个鉴定，就是对轴承负载能力的一个校核。因此，你使用高转速的工况下你算出的轴承寿命非常的短，其实不重要，并不一定你算那么短，他那个时候就会死。相应的，如果在极高转速下，你真算出的轴承寿命，和你普通运行的那个1500转的轴承寿命是一样长的话，很有可能轴承选择就会有问题了。
另外一个问题就是关于高速电机轴承测试的问题。我曾经见过真正的极高速，那也就是NDM值接近100万的一个工况，如果你对这个电机直接通电，让他从零速直接升速到那么高的转速的话，最大的可能是轴承很快就发热烧掉了，润滑膜根本就没法建立，所以通常如果你参考机床行业经验的话，测试的时候转速不可以一步提升到额定转速的。所以这方面如果大家有兴趣的话，可以参考一些机床行业，或者主轴行业的他的测试的一些条件。
一般情况对于高速电机的测试都要阶梯提速的，阶梯提速你才能够在轴承内部的运转，轴承的润滑膜的建立才能慢慢的达成，这样的话轴承才不会坏掉。
所以如果设计一台高速电机，轴承选的都很好，没有问题，在测试的时候从零速直接升速到高速，轴承润滑膜可能很快就会破裂，轴承迅速会发热，然后轴承死掉了，所以大家千万要注意高转速下轴承的测试情况。
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