【教学课件】轴承游隙选用指南

1、轴承游隙选用指南第1页，共27页。1.轴承径向（轴向）游隙内 容2.正确选择游隙的重要性3.不同状态下的游隙和相互关系 4.有效游隙的计算 5.标准游隙的选择 6.非标准游隙（C9组游隙）的选择7.有效游隙太小造成轴承提前失效实例分析第2页，共27页。 轴承的径向（轴向）游隙是当轴承无外负荷作用时，一套圈相对另一套圈，从一个径向（轴向）极限位置移向相反极限位置的径向（轴向）距离。在现实中由于套圈的形状误差和滚动体的不一致性，它应采用在套圈的不同方向以及套圈和滚动体不同相对位置状态下的径向（轴向）位移的平均值。 轴承径向游隙1.轴承径向（轴向）游隙第3页，共27页。 游隙是轴承的一个重要技术参数

2、，它直接影响到轴承的载荷分布、振动、噪音、摩擦、温升、使用寿命和机械的运转精度等技术性能。 游隙过大，会引起轴承内部承载区域减小，接触面应力增大，从而使用寿命缩短。过大的游隙还会使轴承运转精度下降，振动和噪音增大。 游隙过小，可能会在实际运行中出现负游隙（过盈），引起摩擦发热增大，温升提高，进而使有效游隙更小或过盈更大，如此恶性循环将导致轴承抱死。2.正确选择游隙的重要性第4页，共27页。3.不同状态下的游隙和相互关系 初始游隙o：轴承在未安装状态下不承受载荷时的游隙， 即供货游隙。 残留游隙r：轴承安装后的游隙。轴承在安装后由于配 合作用一般内圈胀大，外圈缩小，因此 r = o fi fo

3、(1) 式中，fi 为内圈和轴配合引起的游隙减少量; fo 为外圈和轴壳配合引起的游隙减少量。第5页，共27页。d 内径和轴配合的过盈量（mm）； d 轴承内径（mm）； di 轴承内圈平均外径（mm）；di如无确切数据，可按下式估计：di=(3D+7d)/10 do 空心轴的内径（mm），如实心轴do=0 D 外径和轴壳配合的过盈量（mm）； D 轴承外径（mm）； De 轴承外圈平均内径（mm）；De如无确切数据，可按下式估计:De=(7D+3d)/10 Dh 轴承座外径（mm）, 如刚体轴承座 Dh= .第6页，共27页。有效游隙e：轴承在实际运转时的游隙。由于轴承在实际 工作时受温升和

4、散热条件的影响，一般是内 圈温度高于外圈温度，导致游隙减少。 因此 e = r t (2) 式中： t为轴承内外圈温差导致的游隙减少量。 第7页，共27页。 t = t Do （mm)式中， 轴承钢的膨胀系数1.12x10-5 (1/oC); t 内外套圈的温度差(oC)，t = T内 - T外 Do 外圈滚道直径（mm）。 Do 如无确切数据，可按以下方法估计： 对球轴承、调心滚子轴承：Do=(4D+d)/5 对圆柱滚子轴承：Do=(3D+d)/4第8页，共27页。4.有效游隙的计算 由 r = o fi fo (1) e = r t (2) e =o fi fot (3) 只要计算出上述几

5、个影响游隙的因素，轴承的有效 游隙即可按照（3）式计算出来。第9页，共27页。4.1 举例 轴承23132CA ，配合主轴（实心）公差为p6,配合的轴 壳（外径330）公差为K7,轴承正常工作时内圈温度高于外圈 约10 oC。试作有效游隙验算。 23132CA：外径D=270mm,内径d=160mm,接触角=11o45, 外圈内径 De=248mm,内圈外径 di=190mm,外圈滚道直径 Do=248mm,基本组游隙:最大0.17mm,最小0.11mm。第10页，共27页。=(0.068+0.025)x 160/190=0.078 t = t Do =1.12x10-5x10 x248=0.

6、028 emin=o fi fo t =0.11-0.078-0.019-0.028=-0.015mm第11页，共27页。 经验算，轴承的有效游隙e min = 0.015mm0，表明轴承实际上有可能在负游隙（过盈）状态下运行。这将引起内、外圈滚道与滚动体摩擦发热增大，轴承温升提高，会造成轴承严重发热或抱死而损坏。 如果改变选用C3组游隙（最大0.22mm, 最小0.17mm）,则最小有效游隙： e min =o fi fo t =0.17-0.078-0.019-0.028 =0.045mm 第12页，共27页。5.标准游隙的选择 TWB 可向用户提供C2、C0、C3、C4和C5组标准游隙轴

7、承 ，它与国内和国际主要轴承制造厂商的游隙标准是一致的。具体的游隙值（初始游隙）可在轴承样本等资料上查得。用户在订货时应将游隙代号加在轴承代号后面，基本组游隙C0可以省略。 例如： C0组标准游隙23132CA轴承，应写为：23132CA； C3组标准游隙23132CA轴承，应写为：23132CA/C3。第13页，共27页。调心滚子轴承径向游隙表单位：微米（um)第14页，共27页。 用户在选择游隙时，有条件情况下应该按照公式 e =o fo -fi t (3)做有效游隙验算。 理想的有效游隙应当是零游隙，因为能得到最佳的载荷分配和最长的使用寿命。为了获得较大的刚性和较高旋转精度，可以让轴承在

8、适当的负游隙状态下工作。 第15页，共27页。 因此当工作条件变化较大，安装配合控制得不严，内圈散热条件差，从安全性考虑，则应保留一定的有效游隙，或以最坏情况来验算有效游隙。如用户没有条件做有效游隙验算时，可以参照下表选择游隙。 但是由于受到安装、配合及轴和孔的加工精度等的影响，理想的零游隙和适当的负游隙很难控制和保证。第16页，共27页。使 用 条 件 应 用 举 例 选用游隙 1. 安装配合精密或非过盈配合 2. 要求严格控制振动噪音 3. 要求精确的径向或轴向定位 测试设备，仪器 低噪音、小型电机 精密轧机 C2 1. 一般的安装配合条件 （由样本推荐） 2. 一般载荷和转速，工作温升不

9、大 通用机械 减速机，传动机构C0 1. 内圈和外圈过盈配合，或其中某 一件过盈量大 2. 内圈不容易散热 3. 调心滚子轴承以承载为主要目的， 工作条件变化大时 铁路车辆 造纸干燥机 矿山机械 C3第17页，共27页。使 用 条 件 应 用 举 例 选用游隙 1.内圈和外圈过盈配合，且过盈量 较大； 2.工作温升高，且内圈不容易散热 3.角接触使用的球轴承；球轴承内 外圈轴线有倾斜时 振动筛 烘干机 汽车后轮 C4 1.内圈和外圈过盈配合，且过盈量 很大，并且工作温升高，内圈不 容易散热； 振动式压路机 C5 1.如果轴承的工作条件非常特殊， 上述5种标准游隙都不能满足其 要求，则可以选择非

10、标准游隙 工业洗衣机、罗茨风机 C9第18页，共27页。 TWB 可以为用户特殊生产非标准游隙（C9组游隙）的轴承。用户在订货时应注明具体的初始游隙o值。 如何确定初始游隙o值？用户可以按有效游隙e的计算方法来选择；也可以根据以往的使用情况和经验来选择。如果还是无法确定，TWB 工程师可以到现场与用户一起共同讨论来确定。 6.非标准游隙（C9组游隙）的选择第19页，共27页。7.有效游隙太小造成轴承提前失效实例分析 如果轴承在使用中有效游隙e 值太小，会造成轴承发热、抱死，使轴承提前失效。 某一家风机厂生产的离心风机，安装使用后仅几个小时就发现靠电机一端的轴承发热，温度很高（手都不能摸）；而靠

11、风叶的那一端的轴承温度正常。 打开风机轴承座后发现，靠电机一端的轴承已损坏；而靠风叶的那一端的轴承很正常。第20页，共27页。 打开风机轴承座后的情况 （该风机使用22316轴承2套）第21页，共27页。 靠电机一端的轴承发热，滚子和内、外圈滚道表面已变成黑蓝色。经塞尺检测，游隙只有0.03mm，国家标准为0.050.08mm (C0组）。 靠风叶的那一端的轴承温度正常，滚子和内、外圈滚道表面颜色正常。经塞尺检测，游隙0.06mm，符合国家标准（C0组）。 第22页，共27页。 来定性分析造成轴承在使用中有效游隙e 值太小的原因：e =o fi fo t 根据（3）式（1）初始游隙o 值可能是

12、下限：（2）内圈和轴配合引起的游隙减少量fi 值和外圈和轴壳 配合引起的游隙减少量fo 值可能很大；（3）轴承内外圈温差导致的游隙减少量t 值可能也很大： （4）有效游隙e 值就很小。第23页，共27页。根据（3）式e =o fi fo t 试作有效游隙验算： 22316轴承和有关数据如下：轴承外径D=170mm,公差(-0.025mm+0mm)；轴承内径d=80mm,公差(-0.015mm+0mm)；轴承外圈内径De=(7D+3d)/10=143mm,轴承内圈外径di=(3D+7d)/10=107mm；轴承外圈滚道直径Do=(4D+d)/5=152mm, 轴承游隙（ C0组）：最大0.08m

13、m, 最小0.05mm。配合主轴（实心）直径80mm，公差为k5(+0.002mm+0.015mm)；配合的孔直径170mm，公差为J6(-0.007mm+0.018mm) ；配合的轴壳外径Dh=270mm，配合主轴为实心轴do=0mm；轴承正常工作时内圈温度高于外圈约10 oC。第24页，共27页。=(0.0150.015)80/1071(0/80) 2 / 1(0/107) 2 =0.022=(00.007)143/1701(170/270) 2 / 1(143/270) 2 =0.005t = t Do =1.12x10-5x10 x152=0.017emin=o fi fo t =0.05-0.022-0.005-0.017=0.006(mm)第25页，共27页。 经验算，轴承的有效游隙e min = 0.006mm，表明轴承的有效游隙已接近零。由于套圈的形状误差和滚动体的不一致性、与轴承配合的轴