軸承游隙的選擇與計算

    在前面的文章中我們介紹了游隙的定義以及影響游隙的因素。對于軸承使用者而言，最實際問題是怎么選擇軸承的游隙。

    軸承游隙的選擇可以使用簡單的方法，也可以使用精準(zhǔn)的方法。

    本文將介紹如下項目：

1. 軸承游隙選擇的簡單方法——參照基本原則

2. 工作游隙對軸承性能的影響

3. 軸承游隙選擇的高階方法——工作游隙的計算

    簡單的方法就是按照一般的選擇原則和推薦進(jìn)行選擇。在常見工業(yè)生產(chǎn)中，軸承的工作狀態(tài)、軸承的環(huán)境、設(shè)備等影響因素都是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。因此可以使用基本推薦范圍進(jìn)行選擇。

    首先，對于非特殊工況的一般軸承應(yīng)用工業(yè)機(jī)械，軸承與相關(guān)的零部件（軸、軸承室）之間的配合是按照推薦配合進(jìn)行選擇的，因此，這些配合對軸承的影響是相對穩(wěn)定的；

    第二，常見的非特殊工況機(jī)械設(shè)備的發(fā)熱情況也基本不會有特殊變化，軸承內(nèi)外圈溫度差也是基本穩(wěn)定的。因此，軸承內(nèi)圈、外圈之間的溫度差大致在10℃-15℃之間。由此可見，軸承內(nèi)外圈的溫差帶來的游隙減小量也是相對穩(wěn)定的。

    上述一系列因素在手冊制定推薦值的時候都有過綜合的考慮。因此，在這種工況下，從標(biāo)準(zhǔn)游隙組中選擇合適的游隙就可以省去工程師們親自進(jìn)行計算的工作量。

    在一般的工業(yè)設(shè)備中，滾動軸承常用的游隙包括CN（C0）組和C3組。

    選用原則是：

    其他一些特殊的選擇：

    對于小家電等噪聲敏感設(shè)備，可以使用CM游隙，前面已經(jīng)解釋過CM游隙是CN游隙中中段偏下的部分。同時在C3游隙中也可以選擇C3M游隙的軸承，以適當(dāng)減少噪聲的影響。

    在上一篇公號的文章《影響軸承游隙的因素》（點擊直接傳送）中，我們介紹了外界環(huán)境對軸承游隙的影響?？紤]影響因素的最終結(jié)果是為了使軸承內(nèi)部工作游隙為合理值，所謂合理值就是軸承內(nèi)部的負(fù)荷分布更好，軸承的運(yùn)行表現(xiàn)更加優(yōu)。

    下圖為軸承游隙、負(fù)荷區(qū)、軸承滾動摩擦與軸承運(yùn)行表現(xiàn)的曲線?？梢钥吹?，當(dāng)軸承游隙小于0的時候軸承表現(xiàn)（綠色曲線-軸承壽命）可以達(dá)到最優(yōu)。

    但是，這個區(qū)域左側(cè)相對陡峭，并且軸承的摩擦迅速增加，也就導(dǎo)致軸承發(fā)熱迅速增加，因此一般工作游隙不會選擇在這個區(qū)域。

    正常情況下，游隙會選擇在比0略大的區(qū)域，這樣由于外界因素的影響，如果軸承游隙減小（向曲線左側(cè)移動），軸承壽命不會劣化，同時軸承摩擦不會急劇增加；如果外界因素使軸承游隙變大（向曲線右側(cè)移動），軸承的壽命也不會迅速下降。

    一般的選擇在負(fù)荷區(qū)（藍(lán)色曲線）為軸承整個滾道30%的情況下。

    對于深溝球軸承而言，可以通過施加預(yù)負(fù)荷的方式使軸承運(yùn)行在一定的負(fù)游隙的情況下，但是這個負(fù)游隙（預(yù)負(fù)荷）是通過軸承彈性施加的，如果外界因素使得游隙過小，可以通過彈簧進(jìn)行一定的吸收，保證軸承始終運(yùn)行在一個比較良好的負(fù)荷狀態(tài)下。

    軸承的工作游隙為軸承初始游隙減去由于配合和溫度變化帶來的游隙減小量： 

由于溫度引起的游隙減小量等于： 

    上述計算是一個簡單的估算方法，適用于普通鋼制、鑄鐵軸承座。注意：不適用于輕金屬或者薄壁軸承的計算。

    更換材質(zhì)，以及對于薄壁軸承、薄壁軸承室、空心軸等的游隙減小量計算相對復(fù)雜，此處不介紹，工程師可以咨詢軸承供應(yīng)商，一般應(yīng)提具相應(yīng)的計算服務(wù)。