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螺桿壓縮機軸承選型方法：
雙螺桿式壓縮機因其優(yōu)越的性能，在工業(yè)領(lǐng)域中有越來越廣泛的應(yīng)用，比如像空氣壓縮機、制冷壓縮機、工藝壓縮機等等，都可以看到雙螺桿壓縮機的應(yīng)用。在某些特殊的場合中，甚至取代了一些傳統(tǒng)壓縮機的應(yīng)用，最突出的當數(shù)在制冷行業(yè)，已占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機的使用范圍，而且不斷向中等容量范圍延伸。
在雙螺桿壓縮機的諸多優(yōu)良特性中，高可靠性無疑是最為突出的一個特點。這是因為它零部件少，沒有易損件，從而運轉(zhuǎn)可靠，壽命長，大修間隔期可達４～８萬小時。在雙螺桿壓縮機的各種零部件中，軸承是實現(xiàn)這一性能的關(guān)鍵零部件之一，它影響到壓縮機的使用效率，運轉(zhuǎn)速度，制約了壓縮機可實現(xiàn)的壓力大小，可完成的工作時間。下面將通過對螺桿壓縮機軸承選型的方法，對這一過程進行具體分析。
軸承的類型有很多，常見有深溝球軸承、角接觸軸承、四點接觸球軸承、圓柱小滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承等等，這些軸承在螺桿式壓縮機中都有應(yīng)用。每個生產(chǎn)廠家根據(jù)自己的螺桿壓縮機設(shè)計參數(shù)會進行相應(yīng)的選擇。雖然每個廠家的偏愛不同，但是總的來說有些規(guī)律可以遵循。
首先，考慮運行條件、要求的性能、軸和軸承座的尺寸范圍、周邊結(jié)構(gòu)的特點，進行初步選擇。比如說，工作的速度和更大的運行速度較高時，就會限制到像圓錐滾子軸承的使用；如果軸和軸承座之間預(yù)留的空間尺寸較小且不承受軸向載荷時，滾針軸承可以作為很好的考慮對象。
接著，根據(jù)壓縮機需要達到的工作壽命和它的動、靜載荷的大小，可以確定具體的軸承尺寸和布置形式。像軸向載荷比較大的工況，可以采用若干角接觸軸承串聯(lián)的形式來分擔軸向力；若軸向 較小，可以用四點球或圓柱滾子軸承來直接承受。
當壓縮機有運轉(zhuǎn)精度的要求或旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的要求時應(yīng)考慮軸承的精度和游隙。當然，軸承的游隙值影響的不僅僅是運行精度，也會影響到軸承的壽命。有時候，壓縮機運行工作溫度的不同，或是其介質(zhì)的不同，甚至是速度圖譜的不同，都會影響到軸承保持架的材料和結(jié)構(gòu)的選擇，以及軸承套圈的材料和加工方式的選擇。最后，還要關(guān)注到軸承的潤滑方式和密封的結(jié)構(gòu)以及材料上是否能滿足實際工況的要求。
這些是在軸承選型過程中需要被關(guān)注到的地方。軸承的壽命能否滿足客戶的要求是核心內(nèi)容。常見的軸承壽命計算方法為：
其中
和
的含義為基本額定壽命，前者的單位為百萬轉(zhuǎn)，后者的單位為小時；C為基本額定動載荷，單位為N
P為向心和推力軸承的當量動載荷
P為壽命指數(shù)，滾子軸承：p=10/3;
n為運轉(zhuǎn)速度
但是隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對軸承壽命的研究已經(jīng)超越了此方法。最先進的貼近軸承實際應(yīng)用的軸承壽命計算方法為擴展的修正額定壽命，其基本公式為：
為推展的修正額定壽命
為壽命修正系數(shù)可靠性不是90%時的各系數(shù)
為考慮工況的壽命修正系數(shù)
集中了現(xiàn)代軸承研究的許多方面，如軸承載荷、潤滑條件、材料疲勞極限、軸承類型、材料的殘余應(yīng)力、環(huán)境條件、潤滑劑中的污染狀況等因素。以函數(shù)形式來表示就是： 
為考慮污染的壽命修正系數(shù)
為疲勞極限載荷P為軸承當量動載荷
K為粘度比
此公式的力學(xué)模型，是把軸承的滾動體沿軸向方向分成若干微單元體，對每個微單元體考慮其應(yīng)力值。因為會把軸承內(nèi)外圈的不對中，軸承的游隙引起的變化也考慮在內(nèi)，因此每個微單元體上的應(yīng)力值都不同，更接近實際的應(yīng)力分布。舍弗勒公司的Bearinx軟件可以精確的模擬此過程，并進行計算。
用不同的軸承壽命計算方法，得到的軸承壽命值會有很大的區(qū)別。比如對下圖模型中陽轉(zhuǎn)子的吸氣端圓柱滾子軸承NU208-E-M1A-P63進行不同的軸承壽命計算比較，可以看到有很大的差異性。
用基本額定壽命計算時，軸承的內(nèi)部游隙值對結(jié)果沒有任何影響，但是用擴展的修正額壽命的計算方法，在軸承原始內(nèi)部游隙為CN時，軸承的壽命為46000小時，當軸承原始內(nèi)部游隙為C3時，軸承的壽命為33000小時。另外，對螺桿空壓機來說，軸承的游隙對螺桿的撓度也有一定的影響，會影響到兩個螺桿間的嚙合情況。
陽轉(zhuǎn)子的吸氣端圓柱滾子軸承
如果我們更改軸承潤滑系統(tǒng)的過濾精度，得到的軸承壽命計算結(jié)果也不相同，比如，潤滑系統(tǒng)的精度選用B25=75時，計算出的此軸承壽命為46000小時；用B12=200的過濾精度時，算出的軸承壽命為170000小時。
上面的兩個分析過程，在舍弗勒公司的軸承計算軟件Bearinx中可以清晰的顯示。這對軸承的選型會有直接的影響，避免選用過大的軸承，幫助客戶選擇合適的潤滑系統(tǒng)，從而降低成本，實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益。
軸承產(chǎn)品的更新?lián)Q代，會在保持原軸承基本外形尺寸不變的情況下，承載能力有大幅提高。以本例中的NU208-E-M1A軸承的數(shù)據(jù)進行對比，有下述表格：
| 軸承型號 | 額定動載荷（KN） |
| NU208-E（舍弗勒原產(chǎn)品） | 53 |
| NU208-E（舍弗勒X-Life產(chǎn)品） | 63 |
| NU208-E（知名競爭對手） | 55 |
這將影響到軸承的選型，用尺寸小一號的X-Life產(chǎn)品就可以滿足工況的要求，從而降低了周邊部件的制造成本。
綜上所述，在進行螺桿壓縮機軸承選型時，要考慮很多因素，特別是軸承壽命計算方法的革新和軸承產(chǎn)品的更新?lián)Q代都是特別需要關(guān)注的地方，需要壓縮機生產(chǎn)廠家和軸承公司的密切配合來共同完成。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2011-11-07
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