第一节 电机轴承温度的测量与限值

电机轴承的发热是由于轴承内部摩擦引起的，轴承的发热可以反映轴承内部摩擦状态，也就是说电机轴承的温度会随着轴承内部摩擦状态的改变而发生变化。电机轴承在运行状态和非运行状态下，其内部从没有摩擦变成有摩擦，因此，轴承的温度会有不同的表现。当轴承内部摩擦状态发生异常的时候，电机轴承的发热也随之变化，从而轴承的温度也会产生变化。由此可见电机轴承的温度与轴承内部摩擦状态存在紧密的联系，因而温度作为电机轴承对内部摩擦状态直接体现的参数，经常受到工程师的关注。

另一方面，电机轴承的温度变化也会受到外界的影响，比如环境影响、电机本身发热的影响。其中的关系和判断将在第7章中展开介绍。需要说明的是，轴承的温度在时间上的变化受到热源温度变化以及整体热容的影响，因此轴承内部温度变化与所测量的温度变化之间具有一定的时间延迟。有时候这个延迟很短，来不及处理，有时候温度上升是有一个过程的，这都与热源、传播路径，以及测量方法和位置有关系。了解这些特性对掌握温度变化对内部轴承情况的判断有一定的帮助。

本节介绍电机轴承温度的测量方法以及相应的温度限值。

一、电机轴承温度的测量

电机的表面温度呈现一定状态的分布，同时电机内部、外部的结构由于散热条件的不同也会带来一定的温度分布差异，因此在不同的测量位置进行测量，其结果也会存在不同。对电机轴承温度的测量需要首先选择正确的测量位置，这样才能对不同电机、不同工况下的温度测量结果提供可参考性。

另一方面，使用不同类型的测量工具对相同点的温度进行测量，由于测量工具本身的原因也会带来测量差异。

为保证电机轴承温度测量的正确和可比性，工程师对电机轴承温度的测量需要使用正确的工具在正确的位置上进行。

（一）测量位置

电机运行时轴承的温度可用温度计法或埋置检温计法进行测量。测量时，应保证检温计与被测部位之间有良好的热传递，温度计与被测部件之间如果存在间隙，应以导热材料填充。测量位置应尽可能地靠近表2-1所规定的测点A或B，如图2-1所示。测点A与B之间以及这两点与轴承最热点之间存在温度差，其值与轴承尺寸有关。对压入式轴瓦的套筒轴承和内径＜150mm的球轴承或滚子轴承，A与B之间的温度差可忽略不计；对更大的轴承，A点温度最多可能比B点高出15K。

对于上述的两种测点位置，在进行电机轴承故障诊断与分析的时候，如果不能测得内部温度，则B点较为常用。

（二）测量滚动轴承温度的工具

有的电机设计中为轴承温度测量安装了相应的温度传感器，电机用户可以使用电机自带的温度传感器对电机轴承温度进行监控。对于不带温度传感器的电机，一般使用温度计类工具进行相应的测量。

1. 温度计

对图2-1所示的B点，一般用温度计直接测量。所用的温度计有常见的膨胀式温度计和半导体点温计。

常用的点温计如图2-2所示。有些数字式万用表和钳形表具有点温计的功能，例如图2-3所给出的几种类型。

对用点温计较难接触的部位，可使用如图2-4所示的远红外线测温仪（简称红外测温仪）。测量时，光线应与被测量面尽可能垂直，距离应尽可能短。

图2-5为用点温计和红外测温仪测量接近轴承外圈温度的示意图。

2. 温度传感器和显示仪表

对事先在电机内部埋置测温元件（称为温度传感器）的，应通过外接的专用仪表进行监测。图2-6所示为配用热电阻和热电偶以及配套的专用仪表。

（1）热电偶及其分度 热电偶在温度发生变化时，其两端产生的电动势也将随之按一定规律发生变化。所产生的电动势与温度变化的关系被称为热电偶的分度。通过对热电偶两端电动势的测量，根据热电偶分度，可以得到被测部位的温度值。

T分度铜－康铜和K分度镍铬－镍硅热电偶分度表（0～200℃，冷端温度为0℃）见表2-2。

（2）热电阻及其分度 热电阻在温度发生变化时，其电阻值将随之发生变化，在一定的温度范围内这种变化是线性的。电阻与温度变化的关系被称为热电阻的分度。通过对热电阻阻值的测量，根据热电阻分度，可以得到被测部位的温度值。

按所用金属材料来分，较常用的有铜热电阻和铂热电阻两大类。

铜热电阻分度见表2-3。BA1、BA2（Pt100）型铂热电阻分度见表2-4。

对于Pt100型铂热电阻，可简记为：0℃时为100Ω，其他温度时，每相差1℃，电阻相差0.4Ω，以此来计算。例如在25℃，电阻相差25×0.4Ω＝10Ω，即实际值应为100Ω+10Ω＝110Ω左右。

二、电机轴承温度的限值

一般而言电机轴承的运行都会在一定的温度范围之内，不同的设备由于电机工作的负荷情况不同，限值的标准会产生一定的差异。

国内有一些标准和操作规程中对电机轴承的运行给出了一些限值：

GB755—2008《旋转电机 定额和性能》中规定：滚动轴承最高温度不得超过95℃，滑动轴承最高温度不得超过80℃。同时要求电机轴承温升不得超过55℃。此标准目前已由GB/T 755—2019《旋转电机 定额和性能》替代，并去掉关于轴承温度的要求。

GB/T 3215—2019《石油、石化和天然气工业用离心泵》中规定轴承金属温度不得超过93℃（200℉^[1]）。

JB/T 7255—2020《水环真空泵和水环压缩机》关于轴承的工作温度中规定，轴承温升不得超过环境温度35℃，最高温度不得超过75℃。

JB/T 8644—2017《单螺杆泵》中规定泵采用滚动轴承时，轴承温度在轴承箱处测量，保证最高不应超过82℃，且温升不超过40℃。

上述仅仅是罗列了一些泵类行业对电机轴承温度的要求，在其他不同行业、不同应用中对电机轴承温度也都会有相应的规定。一般对于电机本身而言，我们遵守的就是一般电机操作规程中的规定，即电机轴承温度不超过95℃。但是很多电机在被提供给不同用户的时候，会受到用户工况条件以及相应的标准规定的限制。因此需要采用合适的温度限值，这对电机工程师来说也是需要考虑的。

对于轴承自身耐受温度的限值，其中主要考虑到轴承钢材质、保持架、润滑、密封件等材料本身对温度的限值，具体信息请参考本书第四章第二节相关内容或咨询相关厂家。