滾動軸承摩擦轉矩的計算

滾動軸承內部是通過滾動體在滾道內的滾動實現減小摩擦保證機械設備良好、穩定，精確運轉的零件。滾動軸承運轉的時候也會存在一定的摩擦，這些摩擦所產生的能量最終以熱量的方式散發出去，是軸承自身發熱的來源。因此，在計算軸承溫度的時候，除了考慮外界熱源的熱量傳遞，也要考慮軸承自身轉動的發熱。在軸承摩擦轉矩計算完成之后，就可以計算軸承運轉過程中的熱量，從而得到軸承的計算溫度。
滾動軸承最基本的組成部分包括軸承外圈、軸承內圈、軸承滾動體和保持架。滾動軸承的滾動是在滾動體和滾道接觸表面發生的，這個滾動摩擦是滾動軸承區別于滑動軸承的最重要因素。SKFNU1036ML
滾動軸承在運轉的時候，由于內部各個零部件存在相對的運動和摩擦，因此也有一定的摩擦轉矩。事實上，滾動軸承內部的摩擦不僅僅是上述的滾動體和滾道之間的滾動摩擦，還有其他的組成部分。這些組成部分共同構成滾動軸承的摩擦學模型。相對準確的滾動軸承摩擦計算就是基于這個滾動軸承摩擦學模型進行的。
關于滾動軸承的摩擦，在2003年瑞典軸承公司SKF提出了摩擦學模型，并發布在自己的軸承型錄之中。
 

 
在上述的模型中：
M  ：滾動軸承的總摩擦轉矩。
Mrr：滾動軸承在運轉時候的滾動摩擦部分。主要是指滾動體和滾道之間的滾動摩擦。由于一般滾動體和滾道之間油潤滑，因此這部分的滾動摩擦不僅僅是材質自身的滾動摩擦，還有潤滑劑的影響。
Msl：滾動軸承在運轉的時候內部的滑動摩擦部分。滾動軸承運轉時滾動體和保持架之間的摩擦是滑動摩擦。保持架和軸承套圈之間的摩擦也是滑動摩擦（根據保持架形式的不同）。
Mdrag：滾動軸承運轉時的拖曳損失帶來的摩擦轉矩（阻轉矩）。如果滾動軸承運轉于油池中的時候，當軸承運轉的時候，會攪拌油池中的潤滑油帶來拖曳損失。事實上，對于油脂潤滑的滾動軸承，也存在相應的拖曳損失。當油脂添加得當的時候，這個拖曳損失很小，因此不會影響摩擦而帶來不良溫度上升。但是如果油脂填裝過量，軸承運轉的時候的拖曳損失就會較大，軸承會出現額外的溫度上升。SKFNKS55
Mseal：對于一些帶密封件的軸承，為了達到密封的效果，會使用橡膠密封，密封唇口與軸之間有正壓力也有相對運動，因此也就帶來一定的摩擦阻轉矩。這個摩擦與密封件材料有關，與密封唇口的接觸有關。
上述滾動軸承摩擦學基本模型可以根據SKF型錄中的詳細公式進行計算，從而得到相對準確的軸承運轉時的摩擦阻轉矩。這個摩擦的計算與軸承類型、軸承轉速、軸承潤滑、密封形式等等諸多因素有關，雖然不難，但是相對復雜。SKF32310J2/Q
上述計算較復雜，因此這里給一種相對簡單的估算方法，可以近似的得到滾動軸承運轉時候的摩擦轉矩。

式中：
M為滾動軸承的摩擦轉矩（Nmm）；
μ為摩擦系數；
P為軸承的當量動負荷（N）；
d為軸承內徑(mm)；
其中，常用滾動軸承的摩擦系數μ為：
深溝球軸————0.0015
圓柱滾子軸承————0.0011
單列角接觸球軸承————0.002
圓錐滾子軸承————0.0018

對于一般的電機而言，軸承的發熱不應該是電機軸承溫度上升的主要來源。正常的軸承，運轉的時候，所帶來的軸承阻轉矩在電機的機械損耗中小于1%，通常可以忽略。但是軸承一旦摩擦發熱到可以感知的程度，那么就預示可能存在問題。