滾動軸承配合與游隙

1、7、軸承的配合和游隙7.1配合 軸承安裝時軸承內(nèi)徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要，當(dāng)配合過松時，配合面會產(chǎn)生相對滑動稱做蠕變。蠕變一旦產(chǎn)生會對磨損配合面，損傷軸或外殼，而且，磨損粉末會侵入軸承內(nèi)部，造成發(fā)熱、振動和破壞。 過盈過大時，會導(dǎo)致外圈外徑變小或內(nèi)圈內(nèi)徑變大，會減小軸承內(nèi)部游隙，另外，軸和外殼加工的幾何精度也會影響軸承套圈的原有精度，從而影響軸承的使用性能。7.1.1配合的選擇7.1.1.1負(fù)荷的性質(zhì)與配合 選擇配合應(yīng)根據(jù)軸承承受負(fù)荷的方向和內(nèi)圈、外圈的旋轉(zhuǎn)狀況而定，一般參照表7.1。表7.1 負(fù)荷的性質(zhì)和配合軸承旋轉(zhuǎn)條件圖例負(fù)荷性質(zhì)配合方式內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)外圈：靜止負(fù)荷方向：固定 內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)

2、負(fù)荷外圈靜止負(fù)荷 內(nèi)圈：采用靜配合（過盈配合）外圈：可用動配合（游隙配合） 內(nèi)圈：靜止外圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷方向：與外圈同時旋轉(zhuǎn) 外圈：旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈：靜止負(fù)荷方向：固定內(nèi)圈靜止負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷內(nèi)圈：可用動配合（游隙配合）外圈：采用靜配合（過盈配合） 內(nèi)圈：靜止外圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷方向：與內(nèi)圈同時旋轉(zhuǎn) 在負(fù)荷方向不確定，或負(fù)荷不平衡有振動的場所常選用內(nèi)、外圈均為靜配合2）、推薦使用的配合 為選擇適合用途的配合，要考慮軸承負(fù)荷的性質(zhì)、大小、溫度條件、軸承的安裝、拆卸各種條件因素。將軸承安裝到薄壁外殼、空心軸的場合，過盈量需要比普通大；分離式外殼易使軸承外圈變形，因此外圈需要靜配合的條件下應(yīng)謹(jǐn)慎用；在振動大的場合，內(nèi)

3、圈、外圈應(yīng)采取靜配合。 最一般的推薦配合，參照表7.2，表7.3表7.2 向心軸承與軸的配合條件適用例（參考）軸徑d（mm）調(diào)心滾子軸承備注球軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承自動調(diào)心滾子軸承外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷需要內(nèi)圈在軸上易于移動靜止軸的車輪所有尺寸g6精度有要求時，用g5、h5,大軸承并要求便于移動的場合也可用f 6不需內(nèi)圈在軸上易于移動張緊輪架、繩輪h6 內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)或方向不定負(fù)荷輕負(fù)荷:0.06Cr以下的負(fù)荷變動負(fù)荷家電、泵、鼓風(fēng)機、搬運車、精密機械、機床18以下Js5精度有要求時用p5級，內(nèi)徑18mm以下的精度球軸承使用h5。18-10040以下Js6 (j6)100-20040-140k6140-

4、200m6普通負(fù)荷:（0.060.13）Cr的負(fù)荷部分中大型電動機渦輪機、泵、發(fā)動機主軸、齒輪傳動裝置、木工機械18以下Js56單列圓錐滾子軸承及單列向心推力球軸承可以用k6、m6代替k5、m5。18-10040以下40以下k56100-14040-10040-65m56140-200100-14065-100m6200-280140-200100-140n6200-400140-280p6280-500r6超過500r7重負(fù)荷:0.13Cr的負(fù)荷或沖擊負(fù)荷鐵道、產(chǎn)業(yè)車輛 電車主電動機建筑機械粉碎機50-14050-100n6需要大于普通游隙的軸承140-200100-140p6超過20014

5、0-200r6200-500r7僅承受軸向負(fù)荷各種軸承使用位置所有尺寸Js6(j6)表7.3 向心軸承與外殼孔的配合條件適用例（參考）外殼孔公差外圈的移動備注整體型外殼孔外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷薄壁軸承重負(fù)荷汽車車輪（滾子軸承）起重機走行輪P7外圈不能向軸向方向移動普通負(fù)荷、重負(fù)荷汽車車輪（球軸承）振動篩N7輕負(fù)荷或變動負(fù)荷傳送帶輪、滑車張緊輪M7不定向負(fù)荷大沖擊負(fù)荷電車的主機普通負(fù)荷或輕負(fù)荷泵曲軸的主軸中大型電動機K7外圈原則上不能向軸向方向移動外圈不需向軸向方向移動整體型外殼孔或分離型外殼孔普通負(fù)荷或輕負(fù)荷JS7（J7）外圈可以向軸向移動需要外圈可以向軸向方向移動內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷各類負(fù)荷一般的軸承鐵道車輛

6、的軸承箱H7外圈軸向方向移動容易普通負(fù)荷或輕負(fù)荷帶座軸承H8整體型外殼軸和內(nèi)圈成為高溫造紙干燥機G7普通負(fù)荷、輕負(fù)荷，特別需要精密旋轉(zhuǎn)磨削主軸后部球軸承高速離心壓縮機固定側(cè)軸承JS6（J6）外圈可以軸向方向移動不定向方向負(fù)荷磨削主軸后部球軸承高速離心壓縮機固定側(cè)軸承K6外圈原則上固定于軸向方向負(fù)荷大時，適用比K大的過盈量配合，特別要求高精度的情況下，須更進一步地按用途分別用小的允許差配合。內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷變動負(fù)荷，特別需要精密旋轉(zhuǎn)和大剛性機床主軸用圓柱滾子軸承M6或N6外圈固定于軸向方向要求無噪音運轉(zhuǎn)家用電器H6外圈向軸向方向移動3）、軸、外殼的精度和表面粗糙度軸、外殼精度不好的情況下，軸承受其影

7、響，不能發(fā)揮所需性能。比如，安裝部分擋肩如果精度不好，會產(chǎn)生內(nèi)、外圈傾斜。在軸承負(fù)荷外，加上端部集中負(fù)荷，使軸承疲勞壽命下降，更嚴(yán)重的會成為保持架破損，燒結(jié)的原因。 再者，外殼由于外部負(fù)荷而造成的變形大。需要能夠充分支撐軸承的剛性，剛性愈高，對軸承噪音、負(fù)荷分布則愈有利。 在一般使用條件下，車削終加工或精密鏜床加工就可以。但是，對于旋轉(zhuǎn)跳動、噪聲要求嚴(yán)格的場合及負(fù)荷條件過于苛刻，則需采用磨削終加工。 在整體外殼排列2個以上軸承時，外殼配合面要設(shè)計得能夠加工穿孔。 在一般的使用條件下，軸、外殼的精度與光潔度可根據(jù)下表7.4。 表7.4軸、外殼的精度與粗糙度項目軸承的等級軸外殼圓度公差0級、6級5

8、級、4級IT3 IT4 2 2IT3 IT4 2 2IT4 IT5 2 2IT3 IT4 2 2圓柱度公差0級、6級5級、4級IT3 IT4 2 2IT2 IT3 2 2IT4 IT5 2 2IT2 IT3 2 2擋肩的跳動公差0級、6級5級、4級IT3IT3IT3IT4IT3配合面粗糙度Ra (max)小型軸承大型軸承3.26.36.312.57.2軸承游隙： 軸承游隙如圖1所示：7.2.1軸承內(nèi)部游隙 所謂軸承內(nèi)部游隙，即指軸承在未安裝于軸或軸承箱時，將其內(nèi)圈或外圈的一固定，然后使未被固定的一方做徑向或軸向移動時的移動量。根據(jù)移動方向，可以分為徑向游隙和軸向游隙。 在測量軸承的內(nèi)部就游隙時

9、，為使測量值穩(wěn)定，一般在套圈上施加測試負(fù)荷。因此，測試值要比實際游隙值大，即多出一個施加測試負(fù)荷而產(chǎn)生的彈性變形量。軸承內(nèi)部游隙的實際值根據(jù)表7.4。對上述彈性變形造成的游隙增加量加以修正。滾子軸承的彈性變形量可忽略不計。 表7.4為消除測試負(fù)荷影響的徑向游隙修正量（深溝球軸承） 單位：um公稱軸承內(nèi)徑d（mm）測試負(fù)荷（N）游隙修正量超過 到C2普通C3C4C510（包括）1824.549147344568458469469469 圖1 軸承游隙7.2.2軸承游隙的選擇 軸承的運轉(zhuǎn)游隙，由于軸承配合以及內(nèi)外圈溫差的原因，一般要比初期游隙小。運轉(zhuǎn)游隙與軸承的壽命、溫升、振動以及噪音有著密切的關(guān)

10、系，所以必須將其設(shè)定為最佳狀態(tài)。 從理論上講，軸承在運轉(zhuǎn)時，稍帶負(fù)的運轉(zhuǎn)游隙，則軸承的壽命最大。但要保持這一最佳游隙是非常困難的。隨著使用條件的變化，軸承的負(fù)游隙會相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致軸承壽命顯著下降或產(chǎn)生發(fā)熱。因此，一般將軸承的初期游隙定為略大于零。 7.2.2.1 運轉(zhuǎn)游隙的計算方法 運轉(zhuǎn)游隙可以從軸承的初期游隙和因為過盈所造成的游隙減少量，以及因外圈溫度差而產(chǎn)生的游隙變化量求出。 eff =0(f+t) （7.1）eff：運轉(zhuǎn)游隙 mm0：軸承游隙 mmf：過盈造成的游隙減少量 mmt：內(nèi)外圈溫度差所引起的游隙減少量 mm（1）、過盈造成的游隙減少量軸承采用靜配合安裝于軸或軸承箱上時，內(nèi)圈

11、膨脹，外圈收縮，導(dǎo)致軸承內(nèi)部游隙減少。內(nèi)圈或外圈的膨脹或收縮量，因軸承形式，軸和軸承箱形狀、尺寸及材料不同而不同，大致近似過盈量的70%90%。f =（0.700.90）x deff （7.2）式中，f ：過盈造成的游隙減少量 mmdeff ：有效過盈量 mm（2）、內(nèi)、外圈溫度差造成的游隙減少量軸承運轉(zhuǎn)時，一般外圈溫度比內(nèi)圈或滾動體溫度低510。若軸承箱放熱量大或軸連著熱源，或空心軸內(nèi)部有熱流體流動，則內(nèi)外圈溫度差更大。該溫度差造成的內(nèi)外圈熱膨脹量之差便成為游隙減少量。t =x T x D0 (7.3)t ：溫度差造成的游隙減少量 mm ： 軸承鋼的線膨脹系數(shù)12.5 x 10-6/T：內(nèi)外

12、圈的溫度差 D0：外圈的滾道直徑 mm 外圈滾道直徑D0可用式（7.4）、（7.5）求出近似值。對于球軸承及自動調(diào)心滾子軸承，D0 =0.20（d+4.0D）（7.4）對于滾子軸承（自動調(diào)心滾子軸承除外），D0 =0.25（d+3.0D）（7.5）式中， d：軸承內(nèi)徑 mm D：軸承外徑 mm 圖2：軸承徑向游隙的變化7.2.3軸承游隙的選擇標(biāo)準(zhǔn) 從理論上講，軸承在安定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，稍微有點負(fù)的運轉(zhuǎn)游隙時，軸承壽命最大。但實際上要保持這一最佳狀態(tài)是非常困難的一旦某種使用條件變化，則負(fù)游隙增大，從而招致軸承壽命顯著下降或發(fā)熱。因此，通常選擇初期游隙時，要求運轉(zhuǎn)游隙取為僅稍大于零。 對于通常條件下使

13、用的軸承，將采用普通負(fù)荷的配合，轉(zhuǎn)速和溫度正常時，只需選擇相應(yīng)的普通游隙，使可得到適宜的運轉(zhuǎn)游隙。 表7.5 非普通游隙適用舉例使用條件適用場合選用游隙承受重負(fù)荷，沖擊負(fù)荷，過盈量大鐵道車輛用車軸C3振動篩C3、C4承受不定向負(fù)荷，內(nèi)外圈均采用靜配合鐵道車輛牽引電機C4拖拉機、終減速機C4軸承或內(nèi)圈受熱造紙機、烘干機C3、C4軋機輥道錕C3降低旋轉(zhuǎn)振動與噪聲微型馬達C2表7.6 深溝球軸承的徑向游隙（摘自GB/T460493）公稱軸承內(nèi)徑d (mm)超過 到C2最小 最大C0(普通)最小 最大C3最小 最大C4最小 最大C5最小 最大- 2.52.5 66 100 60 70 74 11 13

14、2 1310 208 238 23- - -14 29- - -20 3710 1818 2424 300 90 101 113 185 205 2011 2513 2813 2818 3320 3623 4125 4528 4830 5330 4040 5050 651 111 111 156 206 238 2815 3318 3623 4328 4630 5138 6140 6445 7355 9065 8080 100100 1201 151 152 1810 3012 3615 4125 5130 5836 6646 7153 8461 9765 10575 12090 140120

15、 140140 160160 1802 232 232 2518 4818 5320 6141 8146 9153 10271 11481 13091 147105 160120 180135 200注：深溝球軸承軸向游隙與徑向游隙的關(guān)系： Ua = 4(fe + fi 1) * Dw * Ur Ur2 1/2因徑向游隙Ur很小、故Ur2 很小，忽略不記。故 Ua = 2 * (fe + fi 1) * Dw * Ur 1/2其中 fe 為外圈溝曲率系數(shù)，fi 為內(nèi)圈溝曲率系數(shù)，Dw 為鋼球直徑。 表7.7 自動調(diào)心球軸承的徑向游隙（摘自GB/T460493）公稱軸承內(nèi)徑d(mm)超過 到圓柱

16、孔軸承C2最小 最大C0最小 最大C3最小 最大C4最小 最大C5最小 最大2.5 66 1010 1414 1818 2424 3030 4040 5050 6565 8080 100100 1201 82 92 103 124 145 166 186 197 218 249 2710 31 5 15 6 17 6 198 2110 2311 24 13 29 14 31 16 36 18 40 22 48 25 56 10 20 12 25 13 26 15 2817 3019 3523 4025 4430 5035 6042 7050 83 15 25 19 33 21 35 23 37

17、 25 39 29 46 34 53 37 57 45 69 54 83 64 96 75 114 21 33 27 42 30 48 32 50 34 52 40 58 46 66 50 71 62 88 76 108 89 124 105 145 表7.8 圓柱滾子軸承滾針軸承的徑向內(nèi)部游隙（摘自GB/T460493）公稱軸承內(nèi)徑d(mm)圓柱孔軸承的互換性游隙C2C0C3C4C5超過到最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大-10025204535605075-102402520453560507565902430025204535605075709530405302550457060858010540505353060508070100951255065104040706090801101101406580104540756510090105130165801001550508575110105140155190100120155550908512512516518022012014015606010510014514519020024514016020707012011516516521522527516018025757512512017017022