軸承游隙的案例
影響軸承游隙的因素
影響軸承游隙的因素
在前面的文章中曾經介紹過軸承游隙的概念以及分組，在設備進行軸承選型和設計的時候需要選擇合適的軸承游隙，因此需要了解軸承游隙的影響因素才可以對癥下藥。
我們知道，一般工業設備中最常用的軸承游隙是CN組以及C3組。在進行軸承游隙選擇計算之前需要知道相關的影響因素。
一般滾動軸承的標稱游隙都是軸承的初始游隙。初始游隙就是軸承完成加工制造之后，在投入使用之前的游隙。
展開 軸承游隙定義與分組
游隙是軸承中的重要概念，在設備軸承選用和維護的過程中都繞不開游隙的概念。因此有必要詳細的對滾動軸承游隙的概念、標準限值、選用原則以及相應的計算進行闡述。
軸承游隙的概念與理解
軸承的游隙有明確的定義，對于滾動軸承而言，通常是指軸承一圈固定，另一個圈與固定圈之間的相對移動距離。可以這樣理解，軸承的游隙大致可以理解為軸承內外圈之間的間隙。
對于圓柱滾子軸承而言，由于軸承游隙的存在，軸承內外圈之間可以在徑向方向實現一定距離的相對移動，因此這個距離就是圓柱滾子軸承的徑向游隙。對于NU和N系列的圓柱滾子軸承而言，由于結構的原因，這兩類軸承可以實現軸向的相互位移，軸承結構本身對軸承內外圈之間的軸向移動沒有限位，這個軸承沒有軸向游隙的概念。對于NJ等有擋邊的圓柱滾子軸承而言，軸承內外圈之間在軸向上可以相對移動，這個移動受到軸承單邊等內部結構的限制，但是這個量一般就是軸承內部可實現的軸向移動量，并不納入游隙。
對于深溝球軸承而言，軸承滾道是一個圓弧溝道，因此軸承的軸向移動受到溝道結構的限制。深溝球軸承內圈相對于外圈軸向相對移動的距離是軸承的軸向游隙；軸承內外圈徑向相對移動的距離就是軸承的徑向游隙。
在一般的軸承型錄中，在默認條件下以下軸承的游隙指的是徑向游隙：
深溝球軸承
圓柱滾子軸承
調心滾子軸承
滾針軸承
調心球軸承
默認條件下，以下下軸承的游隙指的是軸向游隙：
角接觸球軸承
圓錐滾子軸承
軸承游隙的分組與限值
軸承游隙有一定的國家標準，對于新生產的軸承，其游隙都遵從相應的標準。GB/T4604對滾動軸承徑向游隙給出了相應的標準限值。
根據標準的規定，我國的滾動軸承游隙大致分為2組（C2)，0組（C0)，3組（C3)，4組（C4），5組（C5）。
展開 軸承游隙的選擇與計算
考慮影響因素的最終結果是為了使軸承內部工作游隙為合理值，所謂合理值就是軸承內部的負荷分布更好，軸承的運行表現更加優。
下圖為軸承游隙、負荷區、軸承滾動摩擦與軸承運行表現的曲線。可以看到，當軸承游隙小于0的時候軸承表現（綠色曲線-軸承壽命）可以達到最優。
但是，這個區域左側相對陡峭，并且軸承的摩擦迅速增加，也就導致軸承發熱迅速增加，因此一般工作游隙不會選擇在這個區域。
正常情況下，游隙會選擇在比0略大的區域，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（向曲線右側移動），軸承的壽命也不會迅速下降。
一般的選擇在負荷區（藍色曲線）為軸承整個滾道30%的情況下。
對于深溝球軸承而言，可以通過施加預負荷的方式使軸承運行在一定的負游隙的情況下，但是這個負游隙（預負荷）是通過軸承彈性施加的，如果外界因素使得游隙過小，可以通過彈簧進行一定的吸收，保證軸承始終運行在一個比較良好的負荷狀態下。
3
軸承工作游隙的計算
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：
內圈緊配合引起的內圈膨脹量約為緊配合理論過盈量的0.8倍；
外圈緊配合引起的外圈壓縮量約為緊配合理論過盈量的0.8倍；
由于配合引起的游隙減小量等于上述兩者之和。
展開 【專業知識】毫厘之間見功夫，軸承游隙詳解
隙調整是軸承安裝調整的關鍵技術，關系到軸承乃至整個設備的運行狀態。游隙調整方法在毫厘間體現出了軸承企業的真功夫。本文對軸承游隙的定義、種類、影響因素和調整方法等做了詳細介紹，下面就來學習吧。
什么是軸承游隙？
簡單來說，軸承游隙就是單個軸承內部、或者幾個軸承組成的系統內部的間隙（或干涉）。游隙可分為軸向游隙和徑向游隙，這取決于軸承類型及測量方法。
為什么要調整軸承游隙？
打個比方，煮飯的時候水過多或過少，都會影響米飯的口感。同理，軸承游隙過大或過小，軸承的工作壽命乃至整個設備運行的穩定性都會降低。
適用不同調整方法的軸承種類
游隙調整的方法由軸承類型決定，一般可以分為游隙不可調軸承和可調軸承。
游隙不可調軸承是指軸承出廠后，軸承的游隙就確定了，我們熟知的深溝球軸承、調心軸承、圓柱軸承都屬于這一類。
展開 
【專業知識】軸承游隙很重要——這篇文章講清楚了
什么是軸承游隙？
簡單來說，軸承游隙就是單個軸承內部、或者幾個軸承組成的系統內部的間隙（或干涉）。游隙可分為軸向游隙和徑向游隙，這取決于軸承類型及測量方法。
為什么要調整軸承游隙？
打個比方，煮飯的時候水過多或過少，都會影響米飯的口感。同理，軸承游隙過大或過小，軸承的工作壽命乃至整個設備運行的穩定性都會降低。
適用不同調整方法的軸承種類
游隙調整的方法由軸承類型決定，一般可以分為游隙不可調軸承和可調軸承。
游隙不可調軸承是指軸承出廠后，軸承的游隙就確定了，我們熟知的深溝球軸承、調心軸承、圓柱軸承都屬于這一類。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
游隙可調軸承是指可以移動軸承滾道的相對軸向位置來獲得所需要的游隙，屬于這類的有圓錐軸承和角接觸球軸承及一些止推軸承。
展開 負游隙對輪轂軸承摩擦力矩的影響
通過大量研究發現，汽車輪轂軸承單元的負游隙對其摩擦力矩存在較大的影響。為了明確輪轂軸承負游隙對其摩擦力矩的具體影響，研究了汽車輪轂軸承摩擦力矩的計算方法，以某型號輪轂軸承為例，建立了輪轂軸承負游隙的接觸理論模型，分析表明負游隙對鋼球與內外圈滾道的接觸載荷存在影響。設計了相關試驗進一步探究負游隙對輪轂軸承摩擦力矩的關系，試驗表明，負游隙對輪轂軸承的摩擦力矩存在較明顯的影響，摩擦力矩的平均差值達到了0.2Nm，且隨著負游隙絕對值的減小，摩擦力矩呈減小的趨勢，這一結論可以為提升輪轂軸承的效率提供參考依據。
1 引言
負游隙是第三代汽車輪轂軸承單元的重要參數之一，負游隙影響著輪轂軸承的載荷分布、振動、噪聲、摩擦力矩及壽命等[1]，其中，摩擦力矩直接影響著輪轂軸承的效率。為了降低摩擦力矩，減小輪轂軸承的功率損失，進而提升汽車傳動系統的效率，對輪轂軸承負游隙的研究就顯得尤為重要。雖然對輪轂軸承負游隙作出了很多研究，但對負游隙如何影響摩擦力矩方面的研究卻較少，因此主要針對某前置前驅車型第三代輪轂軸承，研究負游隙對其摩擦力矩的影響。
展開 軸承精度等級和游隙是怎么定義的
聽到別人談論軸承時，經常會聽到軸承精度等級和游隙，到底軸承精度和游隙是怎么回事呢？
1.軸承精度
軸承的精度包含旋轉精度和尺寸精度，尺寸精度是指內徑,外徑,寬度,倒角等尺寸公差或允許值。旋轉精度是指旋轉時的擺動量，包含內圈外圈徑向擺動和軸向擺動，內圈側擺及外徑面垂直度公差范圍。根據標準軸承的精度等級分為五級：P0-P6-P5-P4-P2，P0級為國家規定的標準，也是軸承行業最為普通的標準，所以也叫普通級，現國內的絕大多數的廠商也都是以生產P0級的產品為主，P2級為最高精密級。
根據軸承的類型不同，適用的精度等級也不盡相同，下表為軸承的類型和適用精度等級
不同精度等級軸承的應用工況：
0級：在旋轉精度大于10μm的一般軸承系中，應用十分廣泛。如普通機床的變速機構、進給機構、汽車、拖拉機的變速機構，普通電機、水泵及農業機械等一般通用機械的旋轉機構中。
6、5級：在旋轉精度在5-10μm或轉速較高的精密軸承系中，如普通車床所用軸承（前支撐用5級，后支撐用6級）較精密的儀器、儀表以及精密儀器、儀表，和精密的旋轉機構。
4、2級：在旋轉精度小于5μm或轉速很高的超精密儀器中，例如精密坐標鏜床，精密磨床的齒輪系統，精密儀器、儀表以及高速攝像機的等精密系統。
2.游隙
軸承游隙是軸承滾動體與軸承內外圈殼體之間的間隙。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。
根據標準，軸承游隙分了五組，他們用大寫字母C加數字表示，從小到大的順序
C2<CN(C0)< C3< C4<C5,其中CN 是標準游隙，可以不標注，大于標準稱大游隙組，小于標準游隙的稱小游隙組。
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機器中的軸的位置是靠軸承來定位的
當軸工作時，既要防止軸向竄動，又要保證軸承工作受熱膨脹時的影響（不致受熱膨脹而卡死），軸承必須有適當的軸向固定措施。
三、軸系的軸向固定
常用的軸向固定措施有兩種:
雙支撐固定式
這種方法是利用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內、外圈，每一個支撐只能限制單方向移動，兩個支撐共同防止軸的雙向移動。
這種安裝主要用在兩個對成布置的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的情況，同時考慮溫度升高后軸的伸長，為使軸的伸長不致引起附加應力，在軸承蓋與外圈端面之間留出熱補償間隙c＝0.2～0.4mm（如圖b）。
游隙的大小是靠端蓋和外殼之間的調整墊片增減來實現的。
這種支撐方式結構簡單，便于安裝，適用于工作溫度不高變化的短軸。
單支撐雙向固定式（一端固定、一端游動）
對于工作溫度較高的長軸，受熱后伸長量比較大，應該采用一端固定，而另一端游動的支撐結構
作為固定支撐的軸承，應能承受雙向載荷，故此內、外圈都要固定（如左端圖）。作為游動支撐的軸承，則其內圈應固定（如右端圖）。若使用的是可分離型的圓柱滾子軸承等，則其內、外圈都應固定
四、軸系的調整
1、軸承游隙的調整和軸承的預緊
恰當的軸承游隙是維持良好潤滑的必要條件。一些軸承在制造時已確定了游隙；一些軸承裝配時通過移動軸承套圈位置來調整游隙。
展開 新能源汽車驅動電機軸承噪聲分析及改進措施
對軸承剛性要求較高，或軸承存在極輕載荷或無外載荷時，需要輕微預緊。若預緊量過大，可能導致軸承過熱，進一步增加預緊、摩擦和熱量。該情況將一直持續，直至軸承被卡死。
要確定軸承初始游隙，需首先確定軸承運轉時所需的工作游隙。影響軸承工作游隙的因素很多，要綜合考慮軸承公差、配合和組件溫度的影響。軸承所需初始游隙可表示為
G=Gop+ΔGfit+ΔGtemp，
(2)
式中：Gop為軸承工作游隙；ΔGfit為由配合引起的游隙減小量；ΔGtemp為由溫差引起的游隙減小量。
對裝有不同游隙軸承的電動機進行噪聲測試，試驗方案見表5(除游隙外，軸承其余參數均相同)。前后端軸承游隙由C3調整至CN時，根據壽命計算，油脂壽命增加了16.7%，軸承壽命增加了6.9%，均滿足壽命要求，裝機測試無異常聲。電動機噪聲頻譜如圖6所示：游隙越小，電動機噪聲越小。
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機器中的軸的位置是靠軸承來定位的，當軸工作時，既要防止軸向竄動，又要保證軸承工作受熱膨脹時的影響（不致受熱膨脹而卡死），軸承必須有適當的軸向固定措施。
四、軸系的軸向固定
常用的軸向固定措施有兩種:
雙支撐固定式
這種方法是利用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內、外圈，每一個支撐只能限制單方向移動，兩個支撐共同防止軸的雙向移動。
這種安裝主要用在兩個對成布置的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的情況，同時考慮溫度升高后軸的伸長，為使軸的伸長不致引起附加應力，在軸承蓋與外圈端面之間留出熱補償間隙c＝0.2～0.4mm（如圖b）。
游隙的大小是靠端蓋和外殼之間的調整墊片增減來實現的。
這種支撐方式結構簡單，便于安裝，適用于工作溫度不高變化的短軸。
單支撐雙向固定式（一端固定、一端游動）
對于工作溫度較高的長軸，受熱后伸長量比較大，應該采用一端固定，而另一端游動的支撐結構
作為固定支撐的軸承，應能承受雙向載荷，故此內、外圈都要固定（如左端圖）。作為游動支撐的軸承，則其內圈應固定（如右端圖）。若使用的是可分離型的圓柱滾子軸承等，則其內、外圈都應固定。
五、軸系的調整
1.軸承游隙的調整和軸承的預緊
恰當的軸承游隙是維持良好潤滑的必要條件。一些軸承在制造時已確定了游隙；一些軸承裝配時通過移動軸承套圈位置來調整游隙。
展開 Samcef 基于轉子動力特性的中小型異步電機振動響應研究
Samcef 基于轉子動力特性的中小型異步電機振動響應研究
通過建立電機大轉子-軸承動力分析模型，借助samcef可以對系統進行固有頻率及臨界轉速的計算。本案例來源于碩士論文。
論文首先應用三維建模軟件 Pro/Engineer 依次對某一型號的異步電機的定子、繞組、端蓋、機座以及整機等進行精確建模，應用 Workbench 有限元軟件進行相應的模態分析計算，得到相應的模態振型與固有頻率，并分析電機不同零部件對固有頻率的影響，為以后從結構上改進電機以達到減振降噪的目的提供了分析基礎。其次，基于異步電機的電磁振動產生的機理，從磁勢出發進行相關理論推導，得氣隙磁密與電磁力波的解析表達式；應用有限元計算方法，借助有限元商業軟件 AnsoftMaxwell，建立異步電機的仿真計算模型，依次計算得到電機的整體磁密分布、氣隙磁密分布以及由此所產生的電磁力，應用軟件 ANSYS 計算得到電機的振動響應問題，同時也對電機處于靜偏心時的狀態進行計算分析，并通過相關振動實驗對有限元仿真計結果進行了驗證。
最后，根據電機轉子的實際情況，應用SAMCEF Field分析不同軸承剛度對固有頻率的影響。同時也進行了諧響應和瞬態響應分析，得到了電機轉子系統在不同頻率下的響應和隨時間變化的位移與加速度幅值，并研究了轉子系統在取不同軸承游隙下的振動響應問題，為以后的轉子動平衡與軸承振動分析奠定了基礎。
基于轉子動力特性的中小型異步電機振動響應研究.zip
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什么是空氣軸承，真的能無摩擦磨損嗎？
有沒有一種軸承，只要不超過它的設計負載，軸承就不會產生摩擦和磨損？答案是有的，就是空氣軸承。在軸承游隙的評論區，有金粉朋友問起空氣軸承，今天我們就來聊聊空氣軸承是什么，以及為什么要使用空氣軸承。
什么是空氣軸承？
大多數人在說到軸承時，通常會想到滾珠軸承。在此類軸承中，固定表面和移動表面被一系列潤滑滾珠隔離。這些滾珠沿著特殊軌道或滾道運動。也許最常見的應用，是一個軸在固定的輪轂內旋轉，例如汽車或自行車前輪上的驅動軸。
在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。
巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。巨大的氣墊不僅起到支撐船體重量的作用，而且還作為一個軟彈簧使船體平穩地漂浮在粗糙的陸地表面或水面上。
可將同樣的原理運用在轉軸軸承。將高壓空氣注入轉軸和固定軸承之間的空隙中。該空隙非常小（約為 0.01 毫米），從而使得空隙中的空氣壓力保持不變。而且，這一狹小的空隙也顯著降低了氣墊的“彈性”，從而使軸非常精確地固定，即僅可產生低動態偏心。由于摩擦力很低，軸便可以自由地旋轉，而且空氣壓力可確保轉軸不與固定軸承表面相接觸。
空氣軸承最常用的氣體介質是空氣，根據不同需要也可以是氮氣、氫氣、氦氣、二氧化碳等等。如今在一些先進的機械設備中，需要更高精度、更長使用壽命和更大承載能力的軸承，空氣軸承就能滿足這樣的要求。
為什么使用空氣軸承？
展開 軸承發響的30種原因
?規則噪聲
原因1：由于異物造成滾動面產生壓痕、銹蝕或傷痕，對策：更換軸承，清洗有關零件，改善密封裝置，使用干凈的潤滑劑。
原因2：（鋼滲碳后）表面變形，對策：更換軸承，注意其使用。
原因3：滾道面剝離，對策：更換軸承。
?不規則噪聲
原因1：游隙過大，對策：研究配合及軸承游隙，修改預負荷量。
原因2：異物侵入，對策：研究更換軸承，清洗有關零件，改善密封裝置，使用干凈潤滑劑。
原因3：球面傷、剝離，對策：更換軸承。
軸承發響的30種原因
1.油脂有雜質；
2. 潤滑不足(油位太低，保存不當導致油或脂通過密封漏損)；
3. 軸承的游隙太小或太大(生產廠問題)；
4. 軸承中混入砂粒或碳粒等雜質，起到研磨劑作用；
5. 軸承中混入水份，酸類或油漆等污物，起到腐蝕作用；
6. 軸承被座孔夾扁(座孔的圓度不好，或座孔扭曲不直)；
7. 軸承座的底面的墊鐵不平(導致座孔變形甚至軸承座出現裂紋)；
8. 軸承座孔內有雜物(殘留有切屑，塵粒等)；
9.
展開 新能源驅動電機軸承設計應用特點
滾動軸承是驅動電機旋轉件，高速、高溫、頻繁啟停伴隨著沖擊是電動汽車驅動電機的主要工況， 開發能適應本工況條件的系列化密封式深溝球軸承，可以滿足混合動力大巴車、純電動大巴車、純電動乘用車、純電動微型車等一系列新能源汽車驅動電機使用。并在市場得到廣泛應用。
設計應用特點
新能源驅動電機軸承設計考慮了良好的密封性能、高溫性能、低溫性能、反復啟停性能、一定的軸向沖擊載荷等條件，優化了產品內部結構，充分考慮了軸承材料、熱處理、機械加工精度、油脂、安裝配合對產品的影響，使產品性能得到極大提升，極限轉速可以達到常規軸承極限轉速的1.5倍以上。
1轉速
運轉速度同時影響軸承和潤滑脂的壽命。因此，在選擇軸承時必須考慮軸承尺寸、保持架類型、潤滑方式、游隙和密封類型。目前用于新能源汽車驅動電機中的轉速最高可達18000rpm,dmn值可達80萬以上。
2軸和殼體材料
由于材料的膨脹和收縮，在選擇軸和殼體的材料時，要重點考慮其膨脹系數。熱漲和冷縮會直接影響到軸和殼體的配合，從而影響到軸承內部游隙。驅動電機領域軸的材料通常采用中碳鋼并進行調質處理，殼體通常采用鑄鋁或鋁合金材料，這樣可以降低電機整體重量，也可以大大提高散熱速度。
3環境
在潮濕、低溫、高溫和大量泥水、灰塵的環境中，密封及密封件材料顯得尤為重要。需要考慮密封件對產品的影響；要防止潤滑油泄露對環境合產品造成污染，同時潤滑脂的泄露會造成軸承缺油，影響軸承使用壽命。
4溫度
軸承溫度是影響機器壽命的主要原因之一。當環境溫度和軸承溫度運行溫差很大時，軸承會產生溫度梯度。如果溫度梯度很大，要檢查軸承內部游隙，以避免不必要的軸承損壞。
展開 這是我見過最全的軸承編號系列與意義匯總
K3—— 兩套深溝球軸按無游隙背靠背安裝（ O 型安裝）。
K4—— 兩套深溝球軸承按無游隙面對面安裝（ X 型安裝）。
K6—— 兩套角接觸球軸承成對安裝以承受單向軸向載荷。
K7—— 兩套角接觸球軸承按無游隙背靠背安裝（ O 型安裝）。
K8—— 兩套角接觸球軸承按無游隙面對面安裝（ X 型安裝）
K9—— 內、外圈間帶隔圈的兩套圓錐滾子軸承成對安裝以承受單向軸向載荷。
K10—— 內、外圈間帶隔圈的兩套圓錐滾子軸承按無游隙背靠背安裝（ O 型安裝）
K11—— 外圈間帶隔圈的兩套圓錐滾子軸承按無游隙面對面安裝（ X 型安裝）。
成對或成組配置的軸承，需要包裝在一起交貨，或者標明是屬于一對。不同組的軸承不可互換。在安裝屬于同一組的軸承時，安裝時應按照記號和定位線進行。若各成對軸承按一定軸向或徑向游隙量配置時，其游隙應接在K 技術條件之后按（ 7 ）項中第 1 條 2 ）標明。例如， 31314A.K11.A100.140 表示兩套 31314A 單列圓錐滾子軸承，面對面安裝，外圈間帶一定距離隔圈，軸承裝配前軸向游隙在100 μ m 到 140 μm 之間，裝配后游隙為零。
通用配對型軸承
可任意（串聯，面對面或背靠背）配對安裝，后置代號為 UA 、 UO 和 UL 。
.UA—— 在軸承面對面或背靠背安裝時有小的軸向游隙。
.UO—— 在軸承面對面或背靠背安裝時無游隙。
.UL—— 在軸承面對面或背靠背安裝時有輕度預過盈。
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