在工業(yè)機械的龐大體系中，軸承雖小，卻扮演著無可替代的關(guān)鍵角色，而其負載能力，更是決定機械能否高效、穩(wěn)定、安全運轉(zhuǎn)的核心要素。
從性能層面來看，負載能力直接關(guān)乎機械的運轉(zhuǎn)效率。以電機為例，若軸承的負載能力不足，無法輕松承載轉(zhuǎn)子的重量以及皮帶或皮帶輪系統(tǒng)產(chǎn)生的額外徑向力，電機在運行時就會像一位背著過重書包的孩子，運轉(zhuǎn)艱難，能耗大幅增加，輸出功率也會大打折扣 ，造成 “小馬拉大車” 的困境，浪費大量能源。相反，具備足夠負載能力的軸承，能讓電機轉(zhuǎn)子平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，降低能量損耗，使電機高效地將電能轉(zhuǎn)化為機械能，為各類設(shè)備提供強勁動力。
在壽命方面，軸承負載能力與機械的使用壽命緊密相連。當軸承承受的載荷超出其額定范圍，就如同讓一個人長期背負遠超身體極限的重物，其內(nèi)部的滾動體與滾道之間的接觸應(yīng)力會急劇增大，加速磨損進程。就像汽車輪轂中的軸承，在長期承受車輛自身重量、加速、制動和轉(zhuǎn)彎等產(chǎn)生的軸向與徑向載荷作用下，如果負載能力不足，軸承內(nèi)部的金屬材料會因過度疲勞而出現(xiàn)微裂紋，隨著時間的推移，這些裂紋不斷擴展，最終導(dǎo)致滾動體或滾道表面剝落、碎裂，使軸承提前報廢 ，大大縮短汽車的正常使用周期和增加維修成本。據(jù)相關(guān)研究表明，在因軸承故障導(dǎo)致的機械故障中，約有 30% 是由于負載能力不匹配所引起的，可見合適的負載能力對延長機械壽命的重要性。
安全問題上，軸承負載能力更是一道不可忽視的防線。在起重機、大型盾構(gòu)機等重型機械設(shè)備中，一旦軸承負載能力無法滿足實際工作載荷的要求，在吊運重物或進行高強度作業(yè)時，就可能出現(xiàn)突然斷裂、失效等嚴重情況，引發(fā)災(zāi)難性的事故，對人員生命安全和財產(chǎn)造成巨大威脅。例如，在一些建筑工地上，曾發(fā)生過因起重機回轉(zhuǎn)軸承負載能力不足，在吊運建筑材料過程中突然損壞，導(dǎo)致重物墜落，砸毀周邊設(shè)施并造成人員傷亡的悲劇 。所以，確保軸承具備足夠的負載能力，是保障工業(yè)生產(chǎn)安全的重要前提。
軸承能承受哪些 “壓力”
軸承所面臨的載荷類型豐富多樣，每種載荷都有其獨特的作用方式和特點，深刻影響著軸承的性能與壽命 。下面，讓我們一同深入了解軸承主要承受的幾種載荷類型。
徑向載荷：垂直的 “重擔”
徑向載荷是指垂直于旋轉(zhuǎn)軸方向的載荷，就像一個垂直于軸的力將軸往一側(cè)擠壓。在日常生活中，自行車車輪就是一個很好的例子。當我們騎行時，騎手和自行車的重量會垂直作用在車輪軸承上，產(chǎn)生徑向載荷 。如果把自行車比作一個微觀世界里的機械系統(tǒng)，車輪軸承就如同這個系統(tǒng)中的關(guān)鍵樞紐，承受著來自上方的垂直壓力，確保車輪能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，讓騎行之旅順利進行。
在工業(yè)領(lǐng)域，電動機也是徑向載荷的典型應(yīng)用場景。電動機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子的重量以及皮帶或皮帶輪系統(tǒng)產(chǎn)生的額外徑向力，都會施加在電動機軸承上。以常見的三相異步電動機為例，其轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于自身質(zhì)量分布并非絕對均勻，以及皮帶傳動時產(chǎn)生的側(cè)向拉力，軸承需要承受相當大的徑向載荷 ，稍有差池，就可能引發(fā)電機故障。
軸向載荷：平行的 “推力”
軸向載荷與旋轉(zhuǎn)軸平行，就像是沿著軸的方向施加的推力或拉力，直接作用于軸承的內(nèi)圈或外圈，試圖讓軸沿著軸向移動。在汽車輪轂的運轉(zhuǎn)中，我們就能看到軸向載荷的身影。當汽車加速、制動或轉(zhuǎn)彎時，車輪會受到一個沿軸方向的推力，這個推力會在車輪軸承上產(chǎn)生軸向載荷。想象一下，汽車在高速行駛中突然剎車，巨大的慣性會讓車輪產(chǎn)生向前的軸向力，此時車輪軸承必須具備足夠的承載能力，才能保證車輪穩(wěn)定，避免出現(xiàn)危險情況 。
車床也是軸向載荷的重要應(yīng)用場景。在車床加工過程中，刀具對工件施加的切削力會在主軸軸承上產(chǎn)生軸向載荷。例如，當車床對一根金屬棒進行車削加工時，刀具不斷地切削金屬，這個切削力不僅有垂直于工件表面的徑向分量，還有沿著主軸方向的軸向分量 ，而主軸軸承需要承受住這個軸向載荷，確保刀具與工件之間的相對位置穩(wěn)定，從而保證加工精度。
聯(lián)合載荷：雙重 “考驗”
在實際應(yīng)用中，許多軸承會同時承受徑向和軸向載荷，這種組合被稱為聯(lián)合載荷。以汽車懸架系統(tǒng)為例，車輪軸承既要承受車輛自身重量產(chǎn)生的徑向載荷，又要承受汽車轉(zhuǎn)彎和制動時產(chǎn)生的軸向載荷。在汽車過彎時，車身會產(chǎn)生側(cè)傾，使得車輪受到一個向外的軸向力，同時車輛重量依然通過車輪軸承傳遞，形成徑向載荷 ，兩者共同作用于車輪軸承，對其性能提出了更高要求。
風力渦輪機的主軸軸承同樣面臨聯(lián)合載荷的考驗。風力作用在葉片上，會產(chǎn)生一個軸向力，而轉(zhuǎn)子自身的重量又會產(chǎn)生徑向載荷，這兩種載荷同時施加在主軸軸承上。風力渦輪機通常安裝在野外，長期承受著復(fù)雜多變的風力和自身巨大的重量，其主軸軸承必須具備出色的承受聯(lián)合載荷的能力，才能保證風力渦輪機穩(wěn)定運行，實現(xiàn)高效的風能轉(zhuǎn)化
