我们知道电机设计中，轴承通常一端固定，一端浮动。浮动的一端允许轴承在轴向有一定的窜动量，以弥补制造偏差及电机热膨胀带来的尺寸变化。
但同时电机转子又属于高速运转的部件，轴承经常需要高速运行或承受高加速度或负载方向的快速变化，滚动元件和保持架中的惯性力以及润滑剂产生的摩擦会对轴承中的滚动条件产生不利影响，并可能导致滚动元件和滚道之间发生破坏性的滑动运动。
为了保证电机运行的可靠性，提高定位精度和运行精度，同时尽可能减少电机的噪音水平，轴承通常会进行预紧。电机中常见的预紧方式是采用波形弹垫，如下图所示。
那安装波形弹垫的空间应该留多大合适？相信这个问题困扰了不少同学，有些同学只知道依葫芦画瓢，并不清楚为何这样设计，有些同学甚至压根就没有考虑过这还需要计算。
首先，依照电机可能的温升以及材料的热膨胀系数，我们能知道电机轴轴向热膨胀量，波形弹垫安装所在的空间首先不能小于这个值。
其次每个尺寸的轴承规格都有对应的波形垫片规格（可参考JB/T7590），波形弹垫有其自由高度，以及不同压缩量下的弹力。根据我们所需要的轴向预紧载荷，我们就能知道波形弹垫需要压缩的量（这个量就是波形弹垫的自由高度减去设计中预留的空间）。
那我怎么知道需要多大的轴向预紧载荷呢？SKF在其技术文档“Rolling bearing and seals in electric motor and generators”中针对小电机用轴承给出了这个预紧力的估算值：F=kd。其中F为预紧力，d为轴承内径，k为一个系数，这个系数的选取可参照下表。
主要是考虑到不同的目的，是安静运行重要还是防止微动磨损重要。前者给出了一个范围，因为组件公差的不同对噪音有影响，必要时需要进行测试以确定更精确的k值；后者主要是考虑防止轴承在应用或者运输过程中受到振动而导致的假布氏损伤。
除此之外，还有另外一个经验参考公式供大家参考。预紧力可按轴承额定动载荷的1.5%取。
有了预紧力，你就知道了波形弹垫需要压缩多少量，知道了这个就知道了所需的设计空间。必要时，也可以安装多个波形弹垫。
相信通过本文你对电机轴承采用波形垫片进行预紧的设计有了清楚的理解，有任何问题欢迎留言讨论。
