軸承游隙選用指南

1、1,軸承游隙選用指南,無錫托林頓軸承有限公司客戶服務(wù)中心 2003年1月,2,1.軸承徑向（軸向）游隙,內(nèi) 容,,2.正確選擇游隙的重要性,,3.不同狀態(tài)下的游隙和相互關(guān)系,,4.有效游隙的計(jì)算,,5.標(biāo)準(zhǔn)游隙的選擇,,6.非標(biāo)準(zhǔn)游隙（C9組游隙）的選擇,,7.有效游隙太小造成軸承提前失效實(shí)例分析,3,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

2、向相反極限位置的徑向（軸向）距離。在現(xiàn)實(shí)中由于套圈的形狀誤差和滾動(dòng)體的不一致性，它應(yīng)采用在套圈的不同方向以及套圈和滾動(dòng)體不同相對(duì)位置狀態(tài)下的徑向（軸向）位移的平均值。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軸承徑向游隙,1.軸承徑向（軸向）游隙,,,4,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布、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

3、大，從而使用壽命縮短。過大的游隙還會(huì)使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)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)而使有效游隙更小或過盈更大，如此惡性循環(huán)將導(dǎo)致軸承抱死。,2.正確選擇游隙的重要性,5,3.不同狀態(tài)下的游隙和相互關(guān)系,初始游隙Δo：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。,殘留游隙Δr：軸承安裝后的游隙。軸承在安裝后由于配

4、 合作用一般內(nèi)圈脹大，外圈縮小，因此 Δr = Δo –δfi –δfo (1) 式中，δfi 為內(nèi)圈和軸配合引起的游隙減少量; δfo 為外圈和軸殼配合引起的游隙減少量。,6,,Δd — 內(nèi)徑和軸配合的過盈量（mm）； d — 軸承內(nèi)徑（mm）； 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)：

5、di=(3D+7d)/10 do — 空心軸的內(nèi)徑（mm），如實(shí)心軸do=0,ΔD — 外徑和軸殼配合的過盈量（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 Dh — 軸承座外徑（mm）, 如剛體軸承座 Dh=∞ .,,,7,有效游隙Δe：軸承在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的游隙。由于軸承在實(shí)際 工作時(shí)受溫升

6、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 Δe = Δr –δt (2) 式中： δt為軸承內(nèi)外圈溫差導(dǎo)致的游隙減少量。,,8,δt = αΔt Do （mm)式中，α— 軸承鋼的膨脹系數(shù)1.12x10-5 (1/oC); Δt — 內(nèi)外套圈的溫度差

7、(oC)，Δt = 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)/4,9,4.有效游隙的計(jì)算,由 Δr = Δo –δfi –δfo (1) Δe = Δr –δt (2)

8、 Δe =Δo –δfi –δfo–δt (3) 只要計(jì)算出上述幾個(gè)影響游隙的因素，軸承的有效 游隙即可按照（3）式計(jì)算出來。,,10,4.1 舉例,軸承23132CA ，配合主軸（實(shí)心）公差為p6,配合的軸 殼（外徑330）公差為K7,軸承正常工作時(shí)內(nèi)圈溫度高于外圈 約10 oC。試作有效游隙驗(yàn)算。 23132CA：外徑D=270mm,內(nèi)徑d=160mm,接觸角α=11o45’

9、, 外圈內(nèi)徑 De=248mm,內(nèi)圈外徑 di=190mm,外圈滾道直徑 Do=248mm,基本組游隙:最大0.17mm,最小0.11mm。,11,,=(0.068+0.025)x 160/190=0.078,,δt = αΔt Do =1.12x10-5x10x248=0.028,Δemin=Δo –δfi – δfo –δt =0.11-0.078-0.019-0.028=-0.015mm,12,經(jīng)驗(yàn)算，軸承的有效游隙Δe

10、min = – 0.015mm＜0，表明軸承實(shí)際上有可能在負(fù)游隙（過盈）狀態(tài)下運(yùn)行。這將引起內(nèi)、外圈滾道與滾動(dòng)體摩擦發(fā)熱增大，軸承溫升提高，會(huì)造成軸承嚴(yán)重發(fā)熱或抱死而損壞。,如果改變選用C3組游隙（最大0.22mm, 最小0.17mm）,則最小有效游隙： Δe min =Δo –δfi – δfo –δt =0.17-0.078-0.019-0.028 =0.045mm,13,5.標(biāo)準(zhǔn)游隙的選擇,TWB 可向用

11、戶提供C2、C0、C3、C4和C5組標(biāo)準(zhǔn)游隙軸承 ，它與國內(nèi)和國際主要軸承制造廠商的游隙標(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： C0組標(biāo)準(zhǔn)游隙23132CA軸承，應(yīng)寫為：23132CA； C3組標(biāo)準(zhǔn)游隙23132CA軸承，應(yīng)寫為：23132CA/C3。,14,調(diào)心滾子軸承徑向游隙表,單位：微米（um)

12、,15,用戶在選擇游隙時(shí)，有條件情況下應(yīng)該按照公式 Δe =Δo –δfo -δfi –δt (3)做有效游隙驗(yàn)算。,理想的有效游隙應(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。,16,因此當(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)保留一定的有效游隙，或以最壞情況來驗(yàn)算有效游隙。如用戶沒有條件做有效游

13、隙驗(yàn)算時(shí)，可以參照下表選擇游隙。,但是由于受到安裝、配合及軸和孔的加工精度等的影響，理想的零游隙和適當(dāng)?shù)呢?fù)游隙很難控制和保證。,17,18,19,TWB 可以為用戶特殊生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)游隙（C9組游隙）的軸承。用戶在訂貨時(shí)應(yīng)注明具體的初始游隙Δo值。 如何確定初始游隙Δo值？用戶可以按有效游隙Δe的計(jì)算方法來選擇；也可以根據(jù)以往的使用情況和經(jīng)驗(yàn)來選擇。如果還是無法確定，TWB 工程師可以到現(xiàn)場與用戶一起共同討論來確定。,6

14、.非標(biāo)準(zhǔn)游隙（C9組游隙）的選擇,20,,7.有效游隙太小造成軸承提前失效實(shí)例分析,如果軸承在使用中有效游隙Δe 值太小，會(huì)造成軸承發(fā)熱、抱死，使軸承提前失效。,某一家風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的離心風(fēng)機(jī)，安裝使用后僅幾個(gè)小時(shí)就發(fā)現(xiàn)靠電機(jī)一端的軸承發(fā)熱，溫度很高（手都不能摸）；而靠風(fēng)葉的那一端的軸承溫度正常。,打開風(fēng)機(jī)軸承座后發(fā)現(xiàn)，靠電機(jī)一端的軸承已損壞；而靠風(fēng)葉的那一端的軸承很正常。,21,打開風(fēng)機(jī)軸承座后的情況

15、 （該風(fēng)機(jī)使用22316軸承2套）,22,靠電機(jī)一端的軸承發(fā)熱，滾子和內(nèi)、外圈滾道表面已變成黑藍(lán)色。經(jīng)塞尺檢測(cè)，游隙只有0.03mm，國家標(biāo)準(zhǔn)為0.05～0.08mm (C0組）。,靠風(fēng)葉的那一端的軸承溫度正常，滾子和內(nèi)、外圈滾道表面顏色正常。經(jīng)塞尺檢測(cè)，游隙0.06mm，符合國家標(biāo)準(zhǔn)（C0組）。,23,來定性分析造成軸承在使用中有效游隙Δe 值太小的原因：,Δe =Δo –δfi –δfo

16、–δt,根據(jù)（3）式,（1）初始游隙Δo 值可能是下限：,（2）內(nèi)圈和軸配合引起的游隙減少量δfi 值和外圈和軸殼 配合引起的游隙減少量δfo 值可能很大；,（3）軸承內(nèi)外圈溫差導(dǎo)致的游隙減少量δt 值可能也很大：,,,,（4）有效游隙Δe 值就很小。,,,24,根據(jù)（3）式,Δe =Δo –δfi –δfo –δt,試作有效游隙驗(yàn)算：,22316軸承和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：軸承外徑D=170mm,公差(-0.025mm～+0mm)

17、；軸承內(nèi)徑d=80mm,公差(-0.015mm～+0mm)；軸承外圈內(nèi)徑De=(7D+3d)/10=143mm,軸承內(nèi)圈外徑di=(3D+7d)/10=107mm；軸承外圈滾道直徑Do=(4D+d)/5=152mm, 軸承游隙（ C0組）：最大0.08mm, 最小0.05mm。配合主軸（實(shí)心）直徑80mm，公差為k5(+0.002mm～+0.015mm)；配合的孔直徑170mm，公差為J6(-0.007mm～+0.018mm

18、) ；配合的軸殼外徑Dh=270mm，配合主軸為實(shí)心軸do=0mm；軸承正常工作時(shí)內(nèi)圈溫度高于外圈約10 oC。,25,=(0.015﹢0.015)×80/107{1﹣(0/80) 2} / {1﹣(0/107) 2} =0.022,,=(0﹢0.007)×143/170×{1﹣(170/270) 2} / {1﹣(143/270) 2} =0.005,δt = αΔt Do =1.12

19、x10-5x10x152=0.017,Δemin=Δo –δfi – δfo –δt =0.05-0.022-0.005-0.017=0.006(mm),26,經(jīng)驗(yàn)算，軸承的有效游隙Δe min = 0.006mm，表明軸承的有效游隙已接近零。由于套圈的形狀誤差和滾動(dòng)體的不一致性、與軸承配合的軸和孔的形狀誤差等原因，實(shí)際上軸承有可能在負(fù)游隙（過盈）狀態(tài)下運(yùn)行。這將引起內(nèi)、外圈滾道與滾動(dòng)體表面摩擦發(fā)熱增大，軸承溫升提高，將造成軸