軸承游隙介紹及選型
7/10/2017 4:09:05 PM
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(shí)，將其內(nèi)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(dòng)時(shí)的移動(dòng)量。根據(jù)移動(dòng)方向，可分為徑向游隙和軸向游隙。 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的游隙（稱做工作游隙）的大小對(duì)軸承的滾動(dòng)疲勞壽命、溫升、噪聲、振動(dòng)等性能有影響。定義
1、徑向游隙：非預(yù)緊狀態(tài)，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(wú)外載荷作用時(shí)外圈相對(duì)于內(nèi)圈從一個(gè)徑向偏心極限位置，移向相反極限位置的徑向距離的算術(shù)平均值。
2、軸向游隙： 非預(yù)緊狀態(tài)，能在兩個(gè)方向上承受軸向載荷的軸承，其軸向內(nèi)部游隙G為：無(wú)外載荷作用時(shí)，一個(gè)套圈相對(duì)另一套圈，從一個(gè)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(tài)下的游隙： 軸承在不同狀態(tài)下其游隙會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，具體說(shuō)來(lái)，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(jī)器前，所處在自由狀態(tài)下的游隙。實(shí)際上原始游隙不通過(guò)測(cè)量是難以得知的．因此原始游隙常常用檢驗(yàn)游隙來(lái)代替。檢驗(yàn)游隙是在檢驗(yàn)狀態(tài)下，在施加測(cè)量載荷的條件下，用儀器檢測(cè)而得的游隙數(shù)據(jù)，嚴(yán) 格地說(shuō)與軸承的原始游隙并不相同，但在一般情況二者在讀數(shù)上相差不大，因而可以相互代 替而不致發(fā)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(jī)后，在一定載荷作用下，達(dá)到一定溫升的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，軸承中存在的實(shí)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(wú)阻滯地運(yùn)轉(zhuǎn)，但是同時(shí)也要求能保證軸承運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，軸承的軸線沒有顯著沉降，以及承擔(dān)載荷的滾動(dòng)體的數(shù)目盡可能多。因此，軸承的游隙對(duì)軸承的動(dòng)態(tài)性能（噪聲，振動(dòng)和摩擦）和旋轉(zhuǎn)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(nèi)部游隙是指一個(gè)軸承圈相對(duì)于另一個(gè)軸承圈徑向移動(dòng)的總距離（徑向內(nèi)部游隙）或軸向移動(dòng)的總距離（軸向內(nèi)部游隙）。工作游隙是指軸承實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)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(jù)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(jī)專用游隙）
另補(bǔ)充一點(diǎn)日常應(yīng)用的舉例：
正常的工作條件下，宜優(yōu)先選擇基本組；
大游隙組適用于內(nèi)、外圈配合過(guò)盈量較大、或者內(nèi)外圈溫度差大、深溝球軸承需要承受較大軸向負(fù)荷或者需要改善調(diào)心性能、或者需要提高軸承極限轉(zhuǎn)速和降低軸承摩擦力矩等場(chǎng)合
小游隙組適用于較向高的旋轉(zhuǎn)精度、需要嚴(yán)格控制外殼孔的軸向位移、以及需要減小振動(dòng)和噪音的場(chǎng)合。
測(cè)量軸承的游隙時(shí)，為得到穩(wěn)定的測(cè)量值，一般對(duì)軸承施加規(guī)定的測(cè)量負(fù)荷。
因此，所得到的測(cè)量值比真正的游隙（稱做理論游隙）大，即增加了測(cè)量負(fù)荷產(chǎn)生的彈性變形量。
但對(duì)于滾子軸承來(lái)說(shuō)，由于該彈性變形量較小，可以忽略不計(jì)。
安裝前軸承的內(nèi)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(nèi)時(shí)因過(guò)盈配合產(chǎn)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(nèi)部溫差產(chǎn)生的尺寸變動(dòng)量后的游隙稱做“有效游隙”。
軸承安裝有機(jī)械上承受一定的負(fù)荷放置時(shí)的游隙，即有效游隙加上軸承負(fù)荷產(chǎn)生的彈性變形量后的以便稱做“工作游隙”。
當(dāng)工作游隙為微負(fù)值時(shí)，軸承的疲勞壽命最長(zhǎng)但隨著負(fù)游隙的增大疲勞壽命同顯著下降。因此，選擇軸承的游隙時(shí)，一般使工作游隙為零或略為正為宜。
滾動(dòng)軸承的徑向游隙系指一個(gè)套圈固定不動(dòng)，而另一個(gè)套圈在垂直于軸承軸線方向，由一個(gè)極端位置移動(dòng)到另一個(gè)極端位置的移動(dòng)量。軸承游隙的選擇正確與否，對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動(dòng)與噪聲等都有很大的影響。如對(duì)向心軸承游隙的選擇過(guò)小時(shí)，則會(huì)使
承受負(fù)荷的滾動(dòng)體個(gè)數(shù)增多，接觸應(yīng)力減小，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，但是，摩擦阻力會(huì)增大，溫升也會(huì)提高。反之，則接觸應(yīng)力增大，振動(dòng)大，而摩擦阻力減小，溫升低。因此，根據(jù)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(shí)上軸承游隙時(shí)，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(huì)導(dǎo)致軸承游隙值的變化。一般軸承安裝后會(huì)使游隙值縮??；
（2）軸承在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于軸與外殼的散熱條件的不同，使內(nèi)圈和外圈之間產(chǎn)生溫度差，從而會(huì)導(dǎo)致游隙值的縮小；
（3）由于軸與外殼材料因膨脹系數(shù)不同，會(huì)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的基本組游隙值?；窘M游隙值適用于一般條件，應(yīng)該優(yōu)先選用。對(duì)于在特殊條件下工作的向心軸承不能采用基本組游隙時(shí)，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(guò)盈配合或軸承內(nèi)圈與外圈工作溫差較大的機(jī)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(fù)荷能力，提高軸承極限轉(zhuǎn)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(duì)于要求旋轉(zhuǎn)精密或限制軸向游動(dòng)的軸，一般采用第2組游隙值（小游隙值）的軸承，必要時(shí)還給予一定的預(yù)加負(fù)荷“預(yù)緊”，以提高軸的剛性。
所謂滾動(dòng)軸承的游隙，是將一個(gè)套圈固定，另一套圈沿徑向或軸向的最大活動(dòng)量。沿徑向的最大活動(dòng)量叫徑向游隙，沿軸向的最大活動(dòng)量叫軸向游隙。一般來(lái)說(shuō)，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(tài)，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(tài)時(shí)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(shí)的游隙。由于過(guò)盈安裝，或使內(nèi)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(tài)時(shí)的游隙，工作時(shí)內(nèi)圈溫升最大，熱膨脹最大，使軸承游隙減小；同時(shí)，由于負(fù)荷的作用，滾動(dòng)體與滾道接觸處產(chǎn)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(dòng)軸承不能調(diào)整游隙，更不能拆卸，這些軸承有六種型號(hào)，即0000型至5000型；有些滾動(dòng)軸承可以調(diào)整游隙，但不能拆卸，有6000型（深溝球軸承）及內(nèi)圈錐孔的1000型、2000型和3000型滾動(dòng)軸承，這些類型滾動(dòng)軸承的安裝游隙，經(jīng)調(diào)整后將比原始游隙更??；另外，有些軸承可以拆卸，更可以調(diào)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(dòng)軸承，徑向游隙被調(diào)小，軸向游隙也隨之變小，反之亦然，而8000型和9000型滾動(dòng)軸承，只有軸向游隙有實(shí)際意義。
合適的安裝游隙有助于滾動(dòng)軸承的正常工作。游隙過(guò)小，滾動(dòng)軸承溫度升高，無(wú)法正常工作，以至滾動(dòng)體卡死；游隙過(guò)大，設(shè)備振動(dòng)大，滾動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)軸承，軸承應(yīng)平穩(wěn)靈活無(wú)卡澀現(xiàn)象。
2、用手晃動(dòng)軸承外圈，即使徑向游隙只有0.01mm，軸承最上面一點(diǎn)的軸向移動(dòng)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(cè)量法
1、用塞尺檢查，確認(rèn)滾動(dòng)軸承最大負(fù)荷部位，在與其成180°的滾動(dòng)體與外（內(nèi)）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(yīng)用于調(diào)心軸承和圓柱滾子軸承。
2、用千分表檢查，先把千分表調(diào)零，然后頂起滾動(dòng)軸承外圈，千分表的讀數(shù)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(dòng)軸承的軸向游隙，這種方法應(yīng)用于軸端外露的場(chǎng)合。當(dāng)軸端封閉或因其他原因而不能用手指檢查時(shí)，可檢查軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
2、測(cè)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(yīng)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(dòng)軸使軸在兩個(gè)極端位置時(shí)，千分表讀數(shù)的差值即為軸承的軸向游隙。但加于撬杠的力不能過(guò)大，否則殼體發(fā)生彈性變形，即使變形很小，也影響所測(cè)軸向游隙的準(zhǔn)確性。
