軸承的游隙選擇

1. 正確選擇游隙的重要性
軸承的徑向（軸向）游隙是當(dāng)軸承無外負(fù)荷作用時(shí)，一套圈相對(duì)另一套圈，從一個(gè)徑向（軸向）極限位置移向相反極限位置的徑向（軸向）距離算術(shù)平均值。一般采用在套圈的不同方向以及套圈和滾動(dòng)體不同位置狀態(tài)下的徑向（軸向）位移的平均值。游隙是軸承的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)，它直接影響到軸承的載荷分部、振動(dòng)、噪音、摩擦、溫升、使用壽命和機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。游隙過大，會(huì)引起軸承內(nèi)部承載區(qū)域減小，接觸面應(yīng)力增大，從而使用壽命縮短。過大的游隙還會(huì)使軸承運(yùn)動(dòng)精度下降振動(dòng)和噪音增大。游隙過小，可能會(huì)在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)負(fù)游隙（過盈），引起摩擦發(fā)熱增大，溫升提高，進(jìn)而使工作游隙更小或過盈更大，如此惡性循環(huán)導(dǎo)致軸承抱死。

2. 不同狀態(tài)下的游隙和互相關(guān)系
初始游隙△o： 軸承在未安裝狀態(tài)下不承受載荷時(shí)的游隙，即供貨游隙。
安裝游隙△r： 軸承安裝后的游隙。軸承在安裝后由于配合作用一般內(nèi)圈脹大，外圈縮小，
因此
△r=△o?δfo?δfi               （1）
式中：
δfo為外圈和軸殼配合引起的游隙減少量
δfi為內(nèi)圈和軸配合引起的游隙減少量
工作游隙△e：軸承在實(shí)際運(yùn)行中的游隙。由于軸承在實(shí)際工作時(shí)受溫升和散熱條件的影響一般是內(nèi)圈溫度高于外圈溫度，導(dǎo)致游隙減少，因此

△e=△r?δt                       （2）
式中，δt為軸承內(nèi)外圈溫差導(dǎo)致的游隙減少量。由（1）（2）可得到
△e=△o?δfo?δfi?δt            （3）

3. 工作游隙的計(jì)算
只要計(jì)算出上述幾個(gè)影響游隙的因素，軸承的工作游隙即可按照（3）式計(jì)算出來。
裝配影響
 
式中：
△d – 內(nèi)徑和軸配合的過盈量（mm）
△D – 外徑和軸殼配合的過盈量（mm）
d – 軸承內(nèi)徑（mm）
D – 軸承外徑（mm）
De – 軸承外圈平均內(nèi)徑（mm）
De 如無確切數(shù)據(jù)，可按下式估計(jì)De=(7D+3d)/10
di – 軸承內(nèi)圈平均外徑（mm）
di 如無確切數(shù)據(jù)，可按下式估計(jì)di=(3D+7d)/10
do – 空心軸的內(nèi)徑（mm），如實(shí)心軸do=0
Dh – 軸承座外徑（mm），如鋼體軸承座Dh=∞
溫差影響

式中，α – 軸承鋼的膨脹系數(shù)（1/℃）
△t – 內(nèi)外套圈的溫度差（℃）△t=T內(nèi)?T外
Do – 外圈滾道直徑（mm）
Do 如無確切數(shù)據(jù)，可按以下方法估計(jì)：
對(duì)球軸承、調(diào)心滾子軸承：Do=（4D+d）/5
對(duì)圓柱滾子軸承：Do=（3D+d）/4

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 4. 例：
軸承23132CA配合主軸（實(shí)心）公差為p6+0.068 +0.043，配合的軸殼（外徑330）公差為K7+0.012 -0.028，軸承正常工作時(shí)內(nèi)圈溫度高于外圈約10℃。試做工作游隙驗(yàn)算。
23132CA數(shù)據(jù)：外徑D=270+0 -0.035 mm，內(nèi)徑d=160+0 -0.025mm，接觸角α=11°45′，外圈平均內(nèi)徑De=240mm，內(nèi)圈平均外徑di=190mm，外圈滾道直徑Do=248mm，基本組游隙：最大0.17，最小0.1

經(jīng)驗(yàn)算，軸承的工作游隙小于0，表明實(shí)際上有可能在過盈狀態(tài)下運(yùn)行。
如果改變選用C3組游隙（最大0.22，最小0.17），則最小工作游隙△(e min)=△o?δfo?δfi?δt=0.17?0.078?0.017?0.031=0.044mm

TWB可向用戶提供C2、C0、C3、C4、C5標(biāo)準(zhǔn)游隙軸承，與國內(nèi)和國際主要軸承制造商的游隙標(biāo)準(zhǔn)是一致的。具體的游隙值（初始游隙）可在軸承樣本等資料上查得。用戶在訂貨時(shí)應(yīng)將游隙代號(hào)加在軸承代號(hào)后面，基本組游隙C0可以省略。

例如：C3組標(biāo)準(zhǔn)游隙23132CA軸承，應(yīng)寫為23132CA/C3。
用戶在選擇游隙時(shí)，有條件情況下應(yīng)該按照公式（3）做工作游隙驗(yàn)算。理想的工作游隙應(yīng)當(dāng)是零游隙，因?yàn)槟艿玫阶罴训妮d荷分配和最長的使用壽命。為了獲得較大的剛性和較高旋轉(zhuǎn)精度，可以讓軸承在適當(dāng)?shù)呢?fù)游隙狀態(tài)下工作。但是當(dāng)工作條件變化較大，安裝配合控制得不嚴(yán)，內(nèi)圈散熱條件差，從安全性考慮，則應(yīng)保留一定的工作游隙，或以最壞情況來驗(yàn)算工作游隙。如用戶沒有條件做工作游隙驗(yàn)算時(shí)，可以參照下表選擇游隙。

使用條件	應(yīng)用舉例	選用游隙
安裝配合精密或非過盈配合 要求嚴(yán)格控制振動(dòng)噪音 要求精確的徑向或軸向定位	測試設(shè)備、儀器 低噪音、小型電機(jī) 精密軋機(jī)	C2
一般的安裝配合條件（詳見公司樣本） 一般載荷和轉(zhuǎn)速，工作溫升不大	通用機(jī)械 減速機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)	C0
內(nèi)圈和外圈過盈配合，或其中某一件過盈量大 內(nèi)圈不容易散熱 調(diào)心滾子軸承以承載為目的，工作條件變化大時(shí)	鐵路車輛 造紙干燥機(jī) 礦山機(jī)械	C3
內(nèi)圈和外圈過盈配合，且過盈量較大 工作溫升高，且內(nèi)圈不容易散熱 角接觸使用的球軸承：球軸承內(nèi)外圈軸線有傾斜時(shí)	振動(dòng)篩 烘干機(jī) 汽車后輪	C4
內(nèi)圈和外圈過盈配合，且過盈量很大， 并且工作溫升高，內(nèi)圈不容易散熱	振動(dòng)式壓路機(jī)	C5

注： 如果軸承的工作條件非常特殊，上述五種標(biāo)準(zhǔn)游隙都不能，滿足其要求，則可以選擇非標(biāo)準(zhǔn)游隙C9，用戶在訂貨時(shí)應(yīng)注明具體的初始游隙值。用戶還可以根據(jù)以往的使用情況和發(fā)現(xiàn)的問題改變選擇游隙，例如：若出現(xiàn)嚴(yán)重發(fā)熱或抱死情況，則應(yīng)改變選擇較大的游隙。

軸承應(yīng)用專家