軸承游隙介紹及選型
2017/7/10 16:09:05
      軸承游隙又稱為軸承間隙。所謂軸承游隙,即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時,將其內圈或外圈的一方固定,然后使軸承游隙未被固定的一方做徑向或軸向移動時的移動量。根據移動方向,可分為徑向游隙和軸向游隙。 運轉時的游隙(稱做工作游隙)的大小對軸承的滾動疲勞壽命、溫升、噪聲、振動等性能有影響。
定義      
1、徑向游隙:非預緊狀態,承受徑向載荷的軸承,其徑向游隙G為:沿徑向任意角度方向,在無外載荷作用時外圈相對于內圈從一個徑向偏心極限位置,移向相反極限位置的徑向距離的算術平均值。

2、軸向游隙: 非預緊狀態,能在兩個方向上承受軸向載荷的軸承,其軸向內部游隙G為:無外載荷作用時,一個套圈相對另一套圈,從一個軸向極限位置移向相反的極限位置的軸向距離的平均值。 3、 軸承在不同狀態下的游隙: 軸承在不同狀態下其游隙會發生相應的變化,具體說來,可分為: 1) 原始游隙: 軸承的原始游隙是指軸承成套后在安裝于機器前,所處在自由狀態下的游隙。實際上原始游隙不通過測量是難以得知的.因此原始游隙常常用檢驗游隙來代替。檢驗游隙是在檢驗狀態下,在施加測量載荷的條件下,用儀器檢測而得的游隙數據,嚴 格地說與軸承的原始游隙并不相同,但在一般情況二者在讀數上相差不大,因而可以相互代 替而不致發生多大誤差。 2) 有效游隙: 有效游隙或稱工作游隙是指軸承在安裝于主機后,在一定載荷作用下,達到一定溫升的穩定運轉狀態下,軸承中存在的實際游隙。顯然,有效游隙比原始游隙小。 4、 軸承游隙的作用與要求: 軸承中存在游隙是為了保證軸承得以靈活無阻滯地運轉,但是同時也要求能保證軸承運轉平穩,軸承的軸線沒有顯著沉降,以及承擔載荷的滾動體的數目盡可能多。因此,軸承的游隙對軸承的動態性能(噪聲,振動和摩擦)和旋轉精度,使用壽命(磨損與疲勞)的承載能力都有很大影響。

軸承內部游隙是指一個軸承圈相對于另一個軸承圈徑向移動的總距離(徑向內部游隙)或軸向移動的總距離(軸向內部游隙)。
工作游隙是指軸承實際運轉條件下的游隙。
原始游隙是指軸承未安裝前的游隙。
游隙值根據大小分三組,一組是基本組(或者叫普通組)、小游隙組(C2)、大游隙組(C3、C4)。日本的NSK、NTN等品牌還有專門的CM組(電機專用游隙)

另補充一點日常應用的舉例:
正常的工作條件下,宜優先選擇基本組;
大游隙組適用于內、外圈配合過盈量較大、或者內外圈溫度差大、深溝球軸承需要承受較大軸向負荷或者需要改善調心性能、或者需要提高軸承極限轉速和降低軸承摩擦力矩等場合
小游隙組適用于較向高的旋轉精度、需要嚴格控制外殼孔的軸向位移、以及需要減小振動和噪音的場合。
測量軸承的游隙時,為得到穩定的測量值,一般對軸承施加規定的測量負荷。
因此,所得到的測量值比真正的游隙(稱做理論游隙)大,即增加了測量負荷產生的彈性變形量。
但對于滾子軸承來說,由于該彈性變形量較小,可以忽略不計。
安裝前軸承的內部游隙一般用理論游隙表示。
軸承游隙選擇
從理論游隙減去軸承安裝在軸上或外殼內時因過盈配合產生的套圈的膨脹量或收縮后的游隙稱做“安裝游隙”。
在安裝游隙上加減因軸承內部溫差產生的尺寸變動量后的游隙稱做“有效游隙”。
軸承安裝有機械上承受一定的負荷放置時的游隙,即有效游隙加上軸承負荷產生的彈性變形量后的以便稱做“工作游隙”。
當工作游隙為微負值時,軸承的疲勞壽命最長但隨著負游隙的增大疲勞壽命同顯著下降。因此,選擇軸承的游隙時,一般使工作游隙為零或略為正為宜。
滾動軸承的徑向游隙系指一個套圈固定不動,而另一個套圈在垂直于軸承軸線方向,由一個極端位置移動到另一個極端位置的移動量。軸承游隙的選擇正確與否,對機械運轉精度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動與噪聲等都有很大的影響。如對向心軸承游隙的選擇過小時,則會使 

承受負荷的滾動體個數增多,接觸應力減小,運轉較平穩,但是,摩擦阻力會增大,溫升也會提高。反之,則接觸應力增大,振動大,而摩擦阻力減小,溫升低。因此,根據軸承使用條件,選擇最合適的游隙值,具有十分重要的意義。選事實上軸承游隙時,必須充分考慮下列幾種主要因素:
(1)軸承與軸和外殼孔配合的松緊會導致軸承游隙值的變化。一般軸承安裝后會使游隙值縮小;
(2)軸承在機構運轉過程中,由于軸與外殼的散熱條件的不同,使內圈和外圈之間產生溫度差,從而會導致游隙值的縮小;
(3)由于軸與外殼材料因膨脹系數不同,會導致游隙值的縮小或增大。
通常向心軸承選擇最適宜的工作游隙值就是軸承游隙標準中所規定的基本組游隙值。基本組游隙值適用于一般條件,應該優先選用。對于在特殊條件下工作的向心軸承不能采用基本組游隙時,可選用輔助組游隙值。如深溝球軸承的第3、4、5組游隙值,適用于軸承與軸和外殼孔采用比正常配合更緊的過盈配合或軸承內圈與外圈工作溫差較大的機械部件中。在軸中心與外殼孔中心線傾斜度較大,和為了增加其承受軸向負荷能力,提高軸承極限轉速,以及降低軸承摩擦阻力等工況條件下,亦可采用第3、4、5組游隙值。對于要求旋轉精密或限制軸向游動的軸,一般采用第2組游隙值(小游隙值)的軸承,必要時還給予一定的預加負荷“預緊”,以提高軸的剛性。

所謂滾動軸承的游隙,是將一個套圈固定,另一套圈沿徑向或軸向的最大活動量。沿徑向的最大活動量叫徑向游隙,沿軸向的最大活動量叫軸向游隙。一般來說,徑向游隙越大,軸向游隙也越大,反之亦然。按照軸承所處的狀態,游隙可分為下列三種:
軸承游隙原始游隙
軸承安裝前自由狀態時的游隙。原始游隙是由制造廠加工、裝配所確定的。
軸承游隙安裝游隙
也叫配合游隙,是軸承與軸及軸承座安裝完畢而尚未工作時的游隙。由于過盈安裝,或使內圈增大,或使外圈縮小,或二者兼而有之,均使安裝游隙比原始游隙小。
軸承游隙工作游隙
軸承在工作狀態時的游隙,工作時內圈溫升最大,熱膨脹最大,使軸承游隙減小;同時,由于負荷的作用,滾動體與滾道接觸處產生彈性變形,使軸承游隙增大。軸承工作游隙比安裝游隙大還是小,取決于這兩種因素的綜合作用。
有些滾動軸承不能調整游隙,更不能拆卸,這些軸承有六種型號,即0000型至5000型;有些滾動軸承可以調整游隙,但不能拆卸,有6000型(深溝球軸承)及內圈錐孔的1000型、2000型和3000型滾動軸承,這些類型滾動軸承的安裝游隙,經調整后將比原始游隙更小;另外,有些軸承可以拆卸,更可以調整游隙,有7000型(角接觸球軸承)、8000型(推力球軸承)和9000型(推力圓錐滾子軸承)三種,這三種軸承不存在原始游隙;6000型和7000型滾動軸承,徑向游隙被調小,軸向游隙也隨之變小,反之亦然,而8000型和9000型滾動軸承,只有軸向游隙有實際意義。
合適的安裝游隙有助于滾動軸承的正常工作。游隙過小,滾動軸承溫度升高,無法正常工作,以至滾動體卡死;游隙過大,設備振動大,滾動軸承噪聲大。
軸承游隙檢查
徑向游隙的檢查方法如下:
軸承游隙感覺法
1、有手轉動軸承,軸承應平穩靈活無卡澀現象。
2、用手晃動軸承外圈,即使徑向游隙只有0.01mm,軸承最上面一點的軸向移動量,也有0.10~0.15 mm。這種方法專用于單列向心球軸承。
軸承游隙測量法
1、用塞尺檢查,確認滾動軸承最大負荷部位,在與其成180°的滾動體與外(內)圈之間塞入塞尺,松緊相宜的塞尺厚度即為軸承徑向游隙。這種方法廣泛應用于調心軸承和圓柱滾子軸承。
2、用千分表檢查,先把千分表調零,然后頂起滾動軸承外圈,千分表的讀數就是軸承的徑向游隙。
軸向游隙的檢查方法如下:
1、感覺法
用手指檢查滾動軸承的軸向游隙,這種方法應用于軸端外露的場合。當軸端封閉或因其他原因而不能用手指檢查時,可檢查軸是否轉動靈活。
2、測量法
(1)用塞尺檢查,操作方法與用塞檢查徑向游隙的方法相同,但軸向游隙應為
c=λ/(2sinβ)
式中c——軸向游隙,mm;
λ——塞尺厚度,mm;
β——軸承錐角,(°)。
(2)用千分表檢查,用撬杠竄動軸使軸在兩個極端位置時,千分表讀數的差值即為軸承的軸向游隙。但加于撬杠的力不能過大,否則殼體發生彈性變形,即使變形很小,也影響所測軸向游隙的準確性。
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