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轴承游隙选择标准及轴承游隙选择方法指南

作者:沃恩轴承 发布时间: 联系电话:020-81178080
轴承内部游隙(初始间隙)是指轴承安装在轴或壳体上之前的内部间隙量。如下图所示,当内圈或外圈中的一个固定,另一个可以自由移动时,位移可以在轴向或径向发生,该位移量(径向或轴向)称为内部间隙,根据方向,称为径向游隙或轴向游隙。


 
当测量轴承的内部间隙时,向滚道施加轻微的测量负载,以便可以准确测量内部间隙,然而,此时,轴承在测量载荷下发生轻微弹性变形,间隙测量值(测量间隙)略大于真实间隙,必须补偿真实轴承间隙与弹性变形导致的增加量之间的差异,这些补偿值如下表所示。

根据测量负载调整径向游隙(单位 μm)
标称孔径 d(mm) 测量负载 N 径向游隙加大
C2 CN C3 C4 C5
10 - 18 mm 24.5 3~4 4 4 4 4
18 - 50 mm 49 4~5 5 6 6 6
50 - 200 mm 147 6~8 8 9 9 9
 
一、游隙选择。运行条件下轴承的内部间隙(有效间隙)通常小于安装和运行前相同轴承的初始间隙,这是由包括轴承配合、内外环之间的温差等因素造成的。由于轴承的工作间隙会影响轴承寿命、发热、振动、噪声等,因此在选择最合适的轴承游隙时必须慎之又慎。
 
初始间隙和工作(有效)间隙之间的内部间隙差(过盈配合引起的间隙减少量,或由于内外环之间的温差引起的间隙变化)可以通过公式 δₑff = δₒ - ( δf + δₜ ) 计算,其中:δₑff 代表有效内部间隙,单位毫米;δₒ 代表轴承内部间隙,单位毫米;δf 代表因干涉而减少的间隙量,单位毫米;δₜ 代表内外环温差引起的间隙减少量,单位毫米。
 
当轴承以过盈配合安装在轴和壳体上时,内圈将膨胀,外圈将收缩,从而减少轴承的内部间隙,膨胀或收缩量取决于轴承的形状、轴或壳体的形状、各个零件的尺寸以及所用材料的类型。差分的范围约为有效干扰的70%-90%,可以通过公式 δf = ( 0.70 ~ 0.90 ) · Δdeff 计算,其中:δf 代表因干涉而减少的间隙量,单位毫米;Δdeff 代表有效干扰,单位毫米。
 
在操作过程中,通常外圈比内圈或旋转部件的温度低5˚到10˚C,然而,如果壳体的冷却效果大,则轴连接到热源,或加热物质通过空心轴传导,内外圈之间的温差可能更大,因此,由于内外圈的胀差,内部间隙量进一步减少,可以通过公式 δₜ = α · Δₜ · Dₒ 计算,其中:δₜ 代表由于热差而减少的间隙量,单位毫米;α 代表轴承钢线膨胀系数12.5 x 10⁻⁶/°C;Δₜ 代表内外环温差,单位°C;Dₒ 代表外圈滚道直径,单位毫米。
 
外圈滚道直径 Dₒ 可以使用公式 Dₒ = 0.20 ( d + 4.0D ) 计算,其中:d 代表轴承孔径,单位毫米;D 代表轴承外径,单位毫米。

使用正常游隙以外的轴承间隙的应用示例
工况 应用 选用游隙
轴加热,壳体冷却 铸造机输送机 C5
轴或内圈加热 退火坑、干燥坑、固化坑 C4
允许轴偏转和装配误差 圆盘耙 C4
联合收割机 C3
内圈和外圈均紧密配合 大型鼓风机 C3
 
二、轴承游隙选择标准。从理论上讲,就轴承寿命而言,任何轴承的最佳工作内部间隙都是轴承达到正常工作温度后的轻微负间隙。不幸的是,在实际操作条件下,保持这种最佳公差充其量也很困难,由于各种波动的工作条件,这个微小的负间隙可能很快变成一个大的负间隙,大大降低了轴承的寿命,并导致产生过多的热量。
因此,应选择初始内部间隙,其将导致略大于负内部工作间隙,在正常工作条件下(例如正常负载、配合、速度、温度等),标准内部间隙将提供非常令人满意的工作间隙,上表列出了各种应用和操作条件下的非标准间隙建议。
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