【教學(xué)課件】軸承游隙選用指南

1、軸承游隙選用指南第1頁，共27頁。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.有效游隙的計算 5.標準游隙的選擇 6.非標準游隙（C9組游隙）的選擇7.有效游隙太小造成軸承提前失效實例分析第2頁，共27頁。 軸承的徑向（軸向）游隙是當(dāng)軸承無外負荷作用時，一套圈相對另一套圈，從一個徑向（軸向）極限位置移向相反極限位置的徑向（軸向）距離。在現(xiàn)實中由于套圈的形狀誤差和滾動體的不一致性，它應(yīng)采用在套圈的不同方向以及套圈和滾動體不同相對位置狀態(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）游隙第3頁，共27頁。 游隙是軸承的一個重要技術(shù)參數(shù)

2、，它直接影響到軸承的載荷分布、振動、噪音、摩擦、溫升、使用壽命和機械的運轉(zhuǎn)精度等技術(shù)性能。 游隙過大，會引起軸承內(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。過大的游隙還會使軸承運轉(zhuǎn)精度下降，振動和噪音增大。 游隙過小，可能會在實際運行中出現(xiàn)負游隙（過盈），引起摩擦發(fā)熱增大，溫升提高，進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第4頁，共27頁。3.不同狀態(tài)下的游隙和相互關(guān)系 初始游隙o：軸承在未安裝狀態(tài)下不承受載荷時的游隙， 即供貨游隙。 殘留游隙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 fi fo

3、(1) 式中，fi 為內(nèi)圈和軸配合引起的游隙減少量; fo 為外圈和軸殼配合引起的游隙減少量。第5頁，共27頁。d 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：di=(3D+7d)/10 do 空心軸的內(nèi)徑（mm），如實心軸do=0 D 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:De=(7D+3d)/10 Dh 軸承座外徑（mm）, 如剛體軸承座 Dh= .第6頁，共27頁。有效游隙e：軸承在實際運轉(zhuǎn)時的游隙。由于軸承在實際 工作時受溫升和

4、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 t (2) 式中： t為軸承內(nèi)外圈溫差導(dǎo)致的游隙減少量。 第7頁，共27頁。 t = t Do （mm)式中， 軸承鋼的膨脹系數(shù)1.12x10-5 (1/oC); t 內(nèi)外套圈的溫度差(oC)，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： 對球軸承、調(diào)心滾子軸承：Do=(4D+d)/5 對圓柱滾子軸承：Do=(3D+d)/4第8頁，共27頁。4.有效游隙的計算 由 r = o fi fo (1) e = r t (2) e =o fi fot (3) 只要計算出上述幾

5、個影響游隙的因素，軸承的有效 游隙即可按照（3）式計算出來。第9頁，共27頁。4.1 舉例 軸承23132CA ，配合主軸（實心）公差為p6,配合的軸 殼（外徑330）公差為K7,軸承正常工作時內(nèi)圈溫度高于外圈 約10 oC。試作有效游隙驗算。 23132CA：外徑D=270mm,內(nèi)徑d=160mm,接觸角=11o45, 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。第10頁，共27頁。=(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頁，共27頁。 經(jīng)驗算，軸承的有效游隙e min = 0.015mm0，表明軸承實際上有可能在負游隙（過盈）狀態(tài)下運行。這將引起內(nèi)、外圈滾道與滾動體摩擦發(fā)熱增大，軸承溫升提高，會造成軸承嚴重發(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： e min =o fi fo t =0.17-0.078-0.019-0.028 =0.045mm 第12頁，共27頁。5.標準游隙的選擇 TWB 可向用戶提供C2、C0、C3、C4和C5組標準游隙軸

7、承 ，它與國內(nèi)和國際主要軸承制造廠商的游隙標準是一致的。具體的游隙值（初始游隙）可在軸承樣本等資料上查得。用戶在訂貨時應(yīng)將游隙代號加在軸承代號后面，基本組游隙C0可以省略。 例如： C0組標準游隙23132CA軸承，應(yīng)寫為：23132CA； C3組標準游隙23132CA軸承，應(yīng)寫為：23132CA/C3。第13頁，共27頁。調(diào)心滾子軸承徑向游隙表單位：微米（um)第14頁，共27頁。 用戶在選擇游隙時，有條件情況下應(yīng)該按照公式 e =o fo -fi t (3)做有效游隙驗算。 理想的有效游隙應(yīng)當(dāng)是零游隙，因為能得到最佳的載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

8、適當(dāng)?shù)呢撚蜗稜顟B(tài)下工作。 第15頁，共27頁。 因此當(dāng)工作條件變化較大，安裝配合控制得不嚴，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，或以最壞情況來驗算有效游隙。如用戶沒有條件做有效游隙驗算時，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)呢撚蜗逗茈y控制和保證。第16頁，共27頁。使 用 條 件 應(yīng) 用 舉 例 選用游隙 1. 安裝配合精密或非過盈配合 2. 要求嚴格控制振動噪音 3. 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 精密軋機 C2 1. 一般的安裝配合條件 （由樣本推薦） 2. 一般載荷和轉(zhuǎn)速，工作溫升不

9、大 通用機械 減速機，傳動機構(gòu)C0 1. 內(nèi)圈和外圈過盈配合，或其中某 一件過盈量大 2. 內(nèi)圈不容易散熱 3. 調(diào)心滾子軸承以承載為主要目的， 工作條件變化大時 鐵路車輛 造紙干燥機 礦山機械 C3第17頁，共27頁。使 用 條 件 應(yīng) 用 舉 例 選用游隙 1.內(nèi)圈和外圈過盈配合，且過盈量 較大； 2.工作溫升高，且內(nèi)圈不容易散熱 3.角接觸使用的球軸承；球軸承內(nèi) 外圈軸線有傾斜時 振動篩 烘干機 汽車后輪 C4 1.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； 振動式壓路機 C5 1.如果軸承的工作條件非常特殊， 上述5種標準游隙都不能滿足其 要求，則可以選擇非

10、標準游隙 工業(yè)洗衣機、羅茨風(fēng)機 C9第18頁，共27頁。 TWB 可以為用戶特殊生產(chǎn)非標準游隙（C9組游隙）的軸承。用戶在訂貨時應(yīng)注明具體的初始游隙o值。 如何確定初始游隙o值？用戶可以按有效游隙e的計算方法來選擇；也可以根據(jù)以往的使用情況和經(jīng)驗來選擇。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.非標準游隙（C9組游隙）的選擇第19頁，共27頁。7.有效游隙太小造成軸承提前失效實例分析 如果軸承在使用中有效游隙e 值太小，會造成軸承發(fā)熱、抱死，使軸承提前失效。 某一家風(fēng)機廠生產(chǎn)的離心風(fēng)機，安裝使用后僅幾個小時就發(fā)現(xiàn)靠電機一端的軸承發(fā)熱，溫度很高（手都不能摸）；而靠

11、風(fēng)葉的那一端的軸承溫度正常。 打開風(fēng)機軸承座后發(fā)現(xiàn)，靠電機一端的軸承已損壞；而靠風(fēng)葉的那一端的軸承很正常。第20頁，共27頁。 打開風(fēng)機軸承座后的情況 （該風(fēng)機使用22316軸承2套）第21頁，共27頁。 靠電機一端的軸承發(fā)熱，滾子和內(nèi)、外圈滾道表面已變成黑藍色。經(jīng)塞尺檢測，游隙只有0.03mm，國家標準為0.050.08mm (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，游隙0.06mm，符合國家標準（C0組）。 第22頁，共27頁。 來定性分析造成軸承在使用中有效游隙e 值太小的原因：e =o fi fo t 根據(jù)（3）式（1）初始游隙o 值可能是

12、下限：（2）內(nèi)圈和軸配合引起的游隙減少量fi 值和外圈和軸殼 配合引起的游隙減少量fo 值可能很大；（3）軸承內(nèi)外圈溫差導(dǎo)致的游隙減少量t 值可能也很大： （4）有效游隙e 值就很小。第23頁，共27頁。根據(jù)（3）式e =o fi fo t 試作有效游隙驗算： 22316軸承和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：軸承外徑D=170mm,公差(-0.025mm+0mm)；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0.08m

13、m, 最小0.05mm。配合主軸（實心）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) ；配合的軸殼外徑Dh=270mm，配合主軸為實心軸do=0mm；軸承正常工作時內(nèi)圈溫度高于外圈約10 oC。第24頁，共27頁。=(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頁，共27頁。 經(jīng)驗算，軸承的有效游隙e 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體的不一致性、與軸承配合的軸