此外,温度升高时,滚动体的直径也会增大,致使游隙进一步减小。设滚动体工作温度为t′1与t2的平均值,则滚动体直径的变化量uw3为
(12)
式中:d——滚动体的直径,mm。
由式(10)~式(12)可得出因温升而引起的游隙变化量Δr2为
(13)
粗略计算时可近似地取t′2=t′1及t1=t2,则式(13)可简化为
(14)
在一般情况下,如果不人为地冷却或不受外热的话,由于轴承外圈的表面积大,比内圈易散热,故外圈的温度比内圈的低(约低10~15℃),其热膨胀量比内圈小,致使轴承工作时的游隙比安装时小。
参考文献
1 华中工学院标准化与计量测试教研室.互换性与技术测量.武汉:华中工学院出版社,1982
作者单位:黄其圣 黄强先 胡鹏浩 合肥工业大学(合肥 230009)
径向游隙的检查方法
一、感觉法
1、有手转动轴承,轴承应平稳灵活无卡涩现象。
2、用手晃动轴承外圈,即使径向游隙只有0.01mm,轴承最上面一点的轴向移动量,也有0.10~0.15 mm。这种方法专用于单列向心球轴承。
二、测量法
1、用塞尺检查,确认滚动轴承负荷部位,在与其成180°的滚动体与外(内)圈之间塞入塞尺,松紧相宜的塞尺厚度即为轴承径向游隙。这种方法广泛应用于调心轴承和圆柱滚子轴承。
2、用千分表检查,先把千分表调零,然后顶起滚动轴承外圈,千分表的读数就是轴承的径向游隙。
轴向游隙的检查方法
1、感觉法
用手指检查滚动轴承的轴向游隙,这种方法应用于轴端外露的场合。当轴端封闭或因其他原因而不能用手指检查时,可检查轴是否转动灵活。
2、测量法
(1)用塞尺检查,操作方法与用塞尺检查径向游隙的方法相同,但轴向游隙应为
c=λ/(2sinβ)
式中c——轴向游隙,mm;
λ——塞尺厚度,mm;
β——轴承锥角,(°)。
(2)用千分表检查,用撬杠窜动轴使轴在两个位置时,千分表读数的差值即为轴承的轴向游隙。但加于撬杠的力不能过大,否则壳体发生弹性变形,即使变形很小,也影响所测轴向游隙的准确性。
用估算法选择轴承游隙
精确计算所需原始游隙是很困难的。但可以根据估算由过盈引起的径向游隙缩减量来选择所需要的游隙组。 现介绍一种由FAG提供的由过盈引起的径向游隙缩减量的估算方法,对实心轴、空心轴以及厚壁外壳、薄壁外壳都适用。
滚动SUNTHAI轴承的原始径向游隙,因内圈滚道扩张和外圈滚道收缩而缩减。其径向游隙减少量与配合零件的实际有效过盈量大小、相配轴颈大小、外壳孔的壁厚有关。实际有效过盈量Ad,、AD,是指具有过盈的配合件相互压入后,凸凹不平的配合表面被压平,名义过盈量△d、△D减小后的过盈量。表面越粗糙,被压平的尺寸越大。
SUNTHAI轴承内、外圈都是经淬火后精磨加工的,因此被压平的尺寸很小可以忽略不计。与SUNTHAI轴承相配的轴颈或外壳孔配合表面被压平的尺寸G’,可根据表3-42按表面终加工的类别加以选取。在计算有效过盈量时,还应考虑名义过盈量的取值范围。一般加工中为避免废品,成品的尺寸大都集中在过端一侧。因此,名义过盈量取值时,应将配合零件的原公差带自过端压缩三分之一,故实际有效过盈量应为为轴承内圈与轴配合后的几何尺寸。为SUNTHAI轴承外圈与外壳孔配合后的几何尺寸。所列公式为计算径向游隙减少量的估算公式。
轴承的配合和轴承的游隙
轴承安装时轴承内径与轴、外径与外壳的配合非常重要,当配合过松时,配合面会产生相
对滑动,称做蠕变。 蠕变一旦产生会对磨损配合面,损伤轴或外壳,而且,磨损粉末会
侵入轴承内部,造成发热、振动和破坏。
过盈过大时,会导致外圈外径变小或内圈内径变大,会减小轴承内部游隙,另外,轴和外
壳加工的几何精度也会影响轴承套圈的原有精度,从而影响轴承的使用性能。
4.1.1配合的选择
4.1.1.1负荷的性质与配合
选择配合,根据轴承承受负荷的方向和内圈、外圈的旋转状况而定,一般参照表4.1。
表4.1 负荷的性质和配合
轴承旋转条件 图 例 负荷性质 配合方式
内圈:旋转
负圈:静止
负荷方向:固定
内圈旋转负荷
外圈静止负荷 内圈:采用静配合(过盈配合)
外圈:可用动配合(游隙配合)
内圈:静止
负圈:旋转
负荷方向:与外圈同时旋转
内圈:旋转
负圈:静止
负荷方向:固定
内圈静止负荷
外圈旋转负荷 内圈:可用动配合(游隙配合)
外圈:采用静配合(过盈配合)
内圈:静止
负圈:旋转
负荷方向:与内圈同时旋转
2)、推荐使用的配合
为选择适合用途的配合,要考虑轴承负荷的性质、大小、温度条件、轴承的安装、拆卸各
种条件因素。将轴承安装到薄壁外壳、空心轴的场合,过盈量需要比普通大;分离式外壳
易使轴承外圈变形,因此外圈需要静配合的条件下应谨慎用;在振动大的场合,内圈、外
圈应采取静配合。
最一般的推荐配合,参照表4.2,表4.3
表4.2 向心轴承与轴的配合
条件 适用例
(参考) 轴径(mm) 调心滚子轴承 备注
球轴承 圆柱滚子轴承
圆锥滚子轴承 自动调心
滚子轴承
圆柱孔轴承和轴
外圈旋转负荷 需要内圈
在轴上易
于移动 静止轴
的车轮 所有尺寸
g6 精度有要求时,用g5、h5,大轴承并要求便于移动的场合也可用h6
不需内圈
在轴上易
于移动 张紧轮
架、绳轮 h6
内圈旋转或方向不定负荷 轻负荷0.06
Cr(1)以下的
负荷
变动负荷 家电、泵、
鼓风机、搬运车、精密
机械、机床 18以下 — — Js5 精度有要求时用
p5级,内径18mm
以下的精度球轴承使用h5。
18-100 40以下 — Js6(j6)
100-200 40-140 — k6
— 140-200 — m6
普通负荷(0.06~0.13)Cr(1)的负荷 一般轴承部分中大型电动机涡轮机、泵、发动机主
轴、齿轮传动装置、木工机械 18以下 — — n6 单列圆锥滚子轴
承及单列向心推
力球轴承可以用
k6、m6代替k5、m5。
18-100 40以下 40以下 p6
140-200 40-100 40-65 r6
200-280 100-140 65-100 r7
— 140-200 100-140 n6
—
— 200-400 140-280 p6
— 280-500 r6
— 超过500 r7
重负荷(超过
0.13Cr(1))
的负荷或冲击负荷 铁道、产业车辆 电车
主电动机
建筑机械
粉碎机
— 50-140 50-100 n6 需要大于普通游隙的轴承
— 140-200 100-140 p6
— 超过200 140-200 r6
— — 200-500 r7
仅承受轴向负荷 各种结构轴承部分的使用位置 所有尺寸 Js6
(j6) —
表4.3 向心轴承与外壳孔的配合
条件 适用例(参考) 外壳孔
公差范
围等级 外圈的移动 备注
整体
型外
壳孔
外圈旋转负荷 壁轴承重负荷 汽车车轮(滚子轴承)起重机走行轮 P7 外圈不能向轴向方向
移动 —
普通负荷、
重负荷 汽车车轮(球轴承)
振动筛 N7
轻负荷或变动负荷 传送带轮、滑车
张紧轮 M7
不定向负荷
大冲击负荷 电车的主机
普通负荷或
轻负荷 泵
曲轴的主轴
中大型电动机 K7 外圈原则上不能向轴向方向移动 外圈不需向轴向方向移动
整体型外壳孔或分离型外壳孔 普通负荷或
轻负荷
JS7(J7) 外圈可以向轴向移动 需要外圈可以向轴向方向移动
内圈旋转负荷 各类负荷 一般的轴承部分
铁道车辆的轴承箱 H7
外圈向轴向方向移动容易 —
普通负荷或轻负荷 带座轴承 H8
整体型外壳 轴和内圈成为高温 造纸干燥机 G7
普通负荷、轻负荷,特别需要精密旋转 磨削主轴后部球轴承高速离心压缩机固定侧轴承
JS6(J6) 外圈可以向轴向方向移动 —
不定向方向负荷
磨削主轴后部球轴承
高速离心压缩机固定侧轴承 K6 外圈原则上固定于轴向方向 负荷的时,适用比K大的
过盈量配合,特别要求高精度的情况下,须更进一步地按用途分别用小的允许差配合。
内圈旋转负荷 变动负荷,特别需要精密旋转和大刚性 机床主轴用圆柱滚子轴承 M6或
N6 外圈固定于轴向方向
要求无噪音运转 家用电器 H6 外圈向轴向方向移动 —
3)、轴、外壳的精度和表面粗糙度
轴、外壳精度不要好的情况下,轴承受其影响,不能发挥所需性能。比如,安装部分挡肩
如果精度不好,会产生内、外圈倾斜。在轴承负荷外,加上端部集中负荷,使轴承疲劳寿
命下降,更严重的会成为保持架破损,烧结的原因。
再者,外壳由于外部负荷而造成的变形不大。需要能够充分支撑轴承的刚性,刚性愈高,
对轴承噪音、负荷分布则愈有利。
在一般使用条件下,车削终加工或精密镗床加工就可以。但是,对于旋转跳动、噪声要求
严格的场合及负荷条件过于苛刻,则需采用磨削终加工。
在整体外壳排列2个以上轴承时,外壳配合面要设计得能够加工穿孔。
在一般的使用条件下,轴、外壳的精度与光洁度可根据下表4.4。
表4.4轴、外壳的精度与光洁度
项目 轴承的等级 轴 外壳
圆度公差 0级、6级5级、4级 IT3 ~ IT4
2 2
IT3 ~ IT4
2 2 IT4 ~ IT5
2 2
IT3 ~ IT4
2 2
圆柱度公差 0级、6级
5级、4级 IT3 ~ IT4
2 2
IT2 ~ IT3
2 2 IT4 ~ IT5
2 2
IT2 ~ IT3
2 2
挡肩的跳动公差 0级、6级
5级、4级 IT3
IT3 IT3~IT4
IT3
配合面光洁度
Rmax 小型轴承
大型轴承 3.2S
6.3S 6.3S
12.5S
4.2轴承游隙:
轴承游隙如图1:
图1 轴承游隙
4.2.1轴承内部游隙
所谓轴承内部游隙,即指轴承在未安装于轴或轴承箱时,将其内圈或外圈的一固定,然
后使未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根据移动方向,可以分为径向游隙和
轴向游隙。
在测量轴承的内部就游隙时,为使测量值稳定,一般在套圈上施加测试负荷。因此,测
试值要比实际游隙值大,即多出一个施加测试负荷而产生的弹性变形量。轴承内部游隙的
实际值根据表4.5。对上述弹性变形造成的游隙增加量加以修正。滚子轴承的弹性变形量
可忽略不计。
表4.5为消除测试负荷影响的径向游隙修正量(深沟球轴承) 单位:um
公称轴承内径d(mm) 测试负荷
(N) 游隙修正量
超过 到 C2 普通 C3 C4 C5
10(包括)18 24.5
49
147 3~4
4~5
6~8 4
5
8 4
6
9 4
69 4
6
9
4.2.2轴承游隙的选择
轴承的运转游隙,由于轴承配合以及内外圈温差的原因,一般要比初期游隙小。运转游隙
与轴承的寿命、温升、振动以及噪音有着密切的关系,所以必须将其设定为状态。
从理论上讲,轴承在运转时,稍带负的运转游隙,则轴承的寿命。但要保持这一
游隙是非常困难的。随着使用条件的变化,轴承的负游隙会相应增大,从而导致轴承寿命显
著下降或产生发热。因此,一般将轴承的初期游隙定为略大于零。
图2:轴承径向游隙的变化
4.2.3轴承游隙的选择标准
从理论上讲,轴承在安全运转状态下,稍微有点负的运转游隙时,轴承寿命。但实际
上要保持这一状态是非常困难的一旦某种使用条件变化,则负游隙增大,从而招致轴承
寿命显著下降或发热。因此,通常选择初期游隙时,要求运转游隙取为仅稍大于零。
对于通常条件下使用的轴承,将采用普通负荷的配合,转速和温度正常时,只需选择相应
的普通游隙,使可得到适宜的运转游隙。
表4.6 非常普通游隙适用举例
使用条件 适用场合 选用游隙
承受重负荷,冲击负荷,过盈量大 铁道车辆用车轴 C3
振动筛 C3、C4
承受不定向负荷,内外圈均采用静配合 铁道车辆牵引电机 C4
拖拉机、终减速机 C4
轴承或内圈受热
造纸机、烘干机 C3、C4
轧机辊道锟 C3
降低旋转振动与噪声 微型马达 C2
调整游隙与控制轴的振动 机床主轴(双列圆柱滚子轴承) C9NA、C0NA
5、轴承的材料
5.1、轴承钢概述
滚动轴承的套圈和滚动体,反复承受高接触应力的同时还保持高精度旋转。因此,对轴承的
套圈、滚动体及保持架的材料、性能,主要要求如下:
滚动疲劳强度大
套圈、滚动 硬度高
体材料所要 耐磨耗性高 保持架材料
求的性能 尺寸稳定性好 所要求的性能
机械强度大
此外,还需要加工性好。根据用途不同,还有要求其耐冲击性、耐热性、耐腐蚀性好。一般
的滚动轴承套圈及滚动体都采用高碳铬轴承钢或渗碳钢。前者采用全淬火,表面和心部均可
硬化;后者只在表层渗碳淬火,只有表层是硬化层。套圈及滚动体的硬度一般为HRC58~
HRC65。
高碳铬轴承钢(GCr15)是滚动轴承的材料,且应用范围广。渗碳钢多用铬钢(SCr)、
铬钼钢(SCM)以及镍铬钼钢(SNCM)等渗碳钢只在表层适当适当深度范围内渗碳,形成
硬化层,而中心部位硬度却较低。
非金属夹杂物多则引起疲劳龟裂,故非金属夹杂物越少,材料越清洁,滚动疲劳寿命则越长。
6、轴承使用中的预负荷、润滑和密封
6.1轴承的预负荷
滚动轴承在多数场合,在运转状态下,应有适当的游隙使用。根据目的不同,也有在组装
轴承时,预先使轴承产生内部应力,以便让轴承带有负游隙来使用。这种使用方法称作预负
荷。一般适用于向心推力球轴承、圆锥滚子轴承,将二个轴承成对使用,成为可以调整游隙
的轴承。
6.1.1预负荷的目的
预负荷的主要目的及代表性例子如下。
(1)、在正确地决定轴的径向方向及轴向方向的位置的同时,抑制轴的跳动。
机床的主轴轴承、测量一起轴承。
(2)、提高轴承的刚性。机床的主轴用轴承、汽车差动机构小齿轮用轴承。
(3)、防止轴向方向振动及由于共振而造成的异音。
(4)、抑制滚动体的旋转滑动、公转滑动及自转滑动。高速旋转向心推力球轴承、推力球轴承。
(5)、对于套圈,保持滚动体的正确位置。将推力球轴承、推力调心滚子轴承用在水平轴时。
6.1.2预负荷的方法
(1)、定位预负荷
定位预负荷是对置轴承轴向方向的相对位置在使用中也不会改变的预负荷方法。其方法如下。
a、 为了实施预负荷将事先调整过宽度差或轴向游隙的组合轴承筋骨后使用的方法。
b、 使用调整过尺寸的衬垫、填隙片,以便给予轴承预负荷的方法。
c、 筋骨可以调整轴向方向游隙的螺杆、螺母后使用的方法。在这种场合,为了得到适当的
预负荷量,要一面测定起动摩擦力矩一面调整。所谓定压预负荷,是利用螺旋弹簧、碟形弹
簧,给予轴承适当的预负荷的方法。在使用中,轴承的相对位置即使有变化,预负荷量也可
以大致保持一致。
(2)、定压预负荷
定压预负荷为使轴承在轴向预紧负荷在使用中保持不变的一种负荷方式,其预紧量可通过调
整卷簧、碟簧等的压缩量来实现。
6.2轴承的润滑
6.2.1滚动轴承的润滑目的是为了在轴承滚动面形成均匀的润滑油膜,从而减少轴承内部摩擦
及磨损,防止烧结。其主要作用如下:
(1)、减少摩擦及磨损。
在构成轴承的套圈、滚动体及保持器的想和接触部分,防止金属接触,减少摩擦、磨损。
(2)、延长疲劳寿命
轴承的滚动疲劳寿命在旋转中,滚动接触面润滑良好,则延长。相反地,油粘度低,润滑油
膜厚度不好,则缩短。
(3)、排出摩擦热、冷却。
循环给油法可以用油排出摩擦发生的热,或由外部传来的热,冷却。防止轴承过热,防止润
滑油自身老化。
(4)、其他。
也有防止异物侵入轴承内部,或防止生锈、腐蚀的效果。
6.2.2润滑方法
轴承的润滑方法,分为脂润滑和油润滑,为了使轴承很好地发挥轴承的有效机能,首先,
要选择适合使用条件、使用目的的润滑方法,如只考虑润滑效果,油润滑的润滑效果占优势。
但脂润滑有可以简化轴承周围结构的优点,使用也很广泛。近年来,使用润滑脂的密封结构
轴承也被越来越多地被采用。
表6.1 油润滑与脂润滑利弊比较
项目 油润滑 脂润滑
开式轴承 密封轴承
外壳结构密封装置 保养维修麻烦 可以简化 更简化
旋转速度 适用高速旋转 极限转速是油润滑的65~60%
冷却作用 可以排除热量 无 无
润滑脂的更换 比较简单 较麻烦 不用更换
尘埃杂质的控制 较容易 困难 专业控制
泄露性 较容易 有泄露 不易泄露
6.2.3脂润滑
脂润滑可做到充填一次润滑脂后长时间不需补充,而且其密封装置的结构也较简单,因此使
用广泛。
脂润滑有预先在密封型轴承中充填润滑脂的密封方式,以及在外壳内部充填适量润滑脂,
每隔一段时间进行补充或更换的充填供脂方式。
此外,对有多处轴承需要润滑的机械,还采用管道连接至各润滑处的集中供脂方式。
1)润滑脂的充填量
外壳内的润滑脂充填量随外壳的结构和容积而有所不同,一般充填至容积的1/3-1/2为宜。
充填量过多时,润滑脂因搅拌发热发生变质,老化和软化,应加以注意。
但用于低速轴承时,为防止异物侵入,有时也充填至容积的2/3-1。
2)润滑脂的补充与更换
润滑脂的补充与更换同润滑方式有密切的关系,无论采用何种方式,都必须使用清洁的
润滑脂,并注意防止外部异物的侵入。
补充的润滑脂应昼为同一品牌号的润滑脂。
补充润滑脂时,尤为重要的是应保证新润滑脂确实进到轴承内部
6.2.4油润滑
(1)、油浴法
油浴法是用于低速、中速旋转的一般润滑方法。油面原则是在最下位的滚动体中心。安
装油位表,以便于确认油面。
(2)、滴注供油法
滴注供油法多用语较高旋转的小型球轴承等。有贮藏在可视的 给油器中,滴下的油量,由上
部的螺丝来调节。
(3)、飞溅式供油法
飞溅式供油法是不直接将轴承浸入油中,利用周围的齿轮回转轮回产生的 飞溅来使轴承润滑
的方法。广泛使用于汽车的变速器、差动齿轮装置。
(4)、循环供油法
对于需要用油冷却轴承部分的告诉旋转,或周围温度很高的使用场合,多采用循环供油。
(5)、喷射供油法
喷射供油法多用于高速旋转用轴承。比如:喷气式发动机。对于同一油量,喷嘴根数多有利于
冷却效果好。因喷射供油法的用油量多,应该要注意减少油的搅拌阻力,加大排油口,强制
排油,以便有效地排热。
(6)、喷雾供油法
喷雾供油法是用空气使润滑油成无6状,喷到轴承上的润滑方法。起优点如下:
因润滑油量少,所以搅拌阻力小,适用于高速旋转;
从轴承内部很少漏油,所以,设备、制品的污染少;
可以经常提供新的润滑油、延长轴承的寿命;
因此,喷雾供油法用于机床的高速主轴、高速旋转泵、轧钢机辊颈用轴承的润滑。
(7)、油气供油法
6.3密封
轴承室的密封装置是防止来自外部的尘埃、水分、金属粉末等有害物的侵入,防止轴承内的
润滑脂泄露。对任何运转条件,都必须始终起到密封防尘的目的。同时,可以是轴承拆卸、
装配、保养等顺利进行,须根据各种不同用途,结合润滑方法来选择适当的密封装置
密封装置分为非接触式结构和接触式结构两种。非接触式结构不与轴接触,也没有摩擦部
分的密封装置,这种结构有细槽、甩油槽、曲路密封等几种形式,是利用离心力、小的游隙
起到密封的目的;接触式密封机构是用合成橡胶、合成树脂、毛毡等接触唇与轴接触起到密
封的作用。
7轴承的寿命
滚动轴承的寿命,是指轴承的疲劳寿命。就批量轴承而言,寿命是离散的,但寿命分布服
从参数韦布尔分布。把90%轴承所能达到的寿命定义为轴承寿命,也可以认为轴承的可靠性
为90%。因此,轴承可靠性越高,寿命越短,轴承寿命常用运转时间或旋转次数表示。
轴承寿命不能准确评定所有应用场合轴承的使用时间的长短,因此近年来对部分使用工况提
出了一些新的寿命评定方法,如噪音寿命、润滑寿命和精度寿命等。
轴承使用工况与寿命评定标准
寿命评定指标 轴承使用工况 举例
滚动疲劳寿命 载荷很大,轴承转速及环境温度高 摩托车变速箱轴承等
噪音寿命 载荷很小,但对低噪音性能要求高 空调、洗衣机等家用电器用低噪音轴承等
精度寿命 载荷很小,但转速很高 精密机床主轴承、航空发动机主轴承等
轴承径向游隙的选择
不是所有的轴承都要求最小的工作游隙,您必须根据条件选用合适的游隙。国标4604-93中,滚动轴承径向游隙共分五组-2组、0组、3组、4组、5组,游隙值依次由小到大,其中0组为标准游隙。基本径向游隙组适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合;在高温、高速、低噪声、低磨擦等特殊条件下工作的轴承则宜选用大的径向游隙;对精密主轴、机床主轴用轴承等宜选用较小的径向游隙;对于滚子轴承可保持少量的工作游隙。
另外,对于分离型的轴承则无所谓游隙;最后,轴承装机后的工作游隙,要比安装前的原始游隙小,因为轴承要承受一定的负荷旋转,还有轴承配合和负荷所产生的弹性变形量。
轴承游隙的选择

理论上,轴承运转中的游隙仅在负时,寿命变成最长,但我们都知道即使是微量的负游隙比这大也会迅速降低寿命。一般初期游隙选用比0大的。在微型轴承、小孔径轴承大多选择MC3,一般轴承选择C0。
●径向内部游隙的选定基准
| 使用条件 | 选定的游隙 | | 内外轮都是游隙配合。轴向负荷小。不要轴向刚性。不预压,想要减小游隙。想要控制振动和音响。低速回转。 | MC1?AMC2?AC2 | | 想要减小摩擦扭矩。普通的轴向负荷。普通的轴向刚性。内轮仅一些紧配合,外轮游隙配合。中低速回转。 | MC3?AMC4?AC0 | | 特别想要减小摩擦扭矩。轴向负荷大。要轴向刚性。重负荷、冲击负荷时,需要过盈。内轮高温或外轮低温,轴的弯曲大。 | MC5?AMC6?AC3?AC4?AC5 | |
径向内部游隙和角游隙的关系

实际使用轴承时,因负荷轴的弯曲和外壳圆柱度,有时轴承承受力矩负荷,此时内外轮发生称作为角游隙的倾斜,因各轴承一旦超过规定的允许角,沟道和钢球间发生异常应力,造成高温和表面剥落。 所谓角游隙,内外轮不管哪一方固定,非固定侧的沟道向左右倾斜了时,自由倾斜得到的角度,有轴承中心点回转的倾斜···θ1,最下部钢球中心点回转的倾斜···θ2, θ1一方比θ2大得多,装置的设计及轴承装着时,需考虑角游隙。 |  |
| θ1=2*tom-1(2*(△r*(ro+ri-Da))0.5/dm) | | θ2=2*tom-1((△r*(ro+ri-Da))0.5/dm) | θ1=轴承中心的角游隙 θ2=最下部钢球中心的角游隙 | | dm=节圆直径、一般 dm=(D+d)/2 | | |
游隙的计算


(1) 运转游隙
轴承运转在一定温度条件下,因负荷和配合而产生的弹性变形的间隙称为回转游隙。
(2) 因内外轮的温度差造成的游隙减少量
在一般的运转条件下,温度按钢球、内轮、外轮的顺序变低。钢球的测定很难,故实际上考虑同内轮一样。
t a*△T*Da (mm) | | |
(3) 因配合游隙造成的减少量
轴承使轴和外壳带上过盈量安装,外轮收缩内轮膨胀,故轴承内部的游隙减少。
f= fi+ fo =△db*d/db*((1-(do/d)2)/(1-(do/db)2))+ △Da*Da/D*((1-(D/Dh)2)/(1-(Da/Dh)2)) (mm) | | |
(4) 因负荷游隙造成的增加量
轴承上加上负荷,因弹性变形,内部的间隙增加。
w=C*((0.51*Fr)/(Z*cosα))(2/3)*(1/Dw)(2/3) (mm) | | 且,此时的接触角α由下式求得 | | cosαo/cosα=1+C/(2*m-1)*(Fa/(9.8*Z*Dw2*sinα))(2/3) | | 1-cosαo=△r/(2*Dw*(2*M-1)) | | |
●记号的意思 | △T=内外轮温度差(℃)、一般△T=5~11℃ | Z=钢球个数 | △r=径向内部游隙(mm) | | Da=外轮沟道径(mm)、一般Da=((4*D+d)/5) | Dw=钢球直径(mm) | Fa=轴向负荷(N) | | △db=内轮的有效过盈量(mm) | α=接触角(°) | Fr=径向负荷(N) | | do=中空轴的内径、实心轴时do=0 | αo=初期接触角(°) | m=内外轮沟道半径和(mm) | | △Da=外轮的有效过盈量(mm) | C=接触弹性系数 | | db=内轮沟道径(mm)、一般db=((D+4*d)/5) | | 用途区分 | C | m | | 一般轴承 | 0.00218 | 0.525 | | 计器用轴承 | 0.00287 | 0.560 | | | | d=轴承公称内径(mm) | | D=轴承公称外径(mm) | | Dh=外壳外径(mm) | | a=线膨胀系数(1/℃)、轴承钢时a=12.5*10-6、不锈钢时a=10.1*10-6 | | |
径向游隙和轴承疲劳寿命

通常使用在寿命计算的径向游隙,△r=0时,轴承内部的负荷发布是负荷率ε=0.5的状态。这是受负荷钢球的大约一半,径向游隙一变化,负荷率也变化,轴承疲劳寿命也变化。 深沟球轴承时,径向游隙△r和负荷率ε=0.5的关系F(ε)间成立着下面的关系,从F(ε)和寿命比Lε/L关系可求得Lε。 |  |
| F(ε)=△r*Dw(1/3)/(C*(Fr/Z)(2/3)) | Lε=径向游隙△r时的寿命 L=径向游隙△r=0时的寿命 | | |
如下图例,在若干负的游隙时是寿命,另外游隙变大,受负荷钢球数减少,通常寿命变短。
| ε | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 | | F(ε) | 33.7 | 10.2 | 4.05 | 1.41 | 0 | -0.86 | -1.44 | -1.86 | -2.2 | -2.49 | | Lε/L | 0.29 | 0.55 | 0.74 | 0.89 | 1 | 1.07 | 1.1 | 1.09 | 1.04 | 0.95 | |
| ε | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 7 | 10 | | F(ε) | -3.1 | -3.88 | -4.6 | -5.05 | -6.11 | -7.09 | -8.87 | -10.5 | -13.3 | -17.2 | | Lε/L | 0.64 | 0.37 | 0.22 | 0.16 | 0.078 | 0.043 | 0.017 | 0.008 | 0.004 | 0.001 | |
测量三泰SUNTHAI轴承径向游隙应注意的事项
(1) 尽可能采用专用仪器测量法;
(2) 采用手推法测量要求测量者有较高的测量技能。此法测量误差较大,尤其是游隙处于边缘状态时,容易引起误差,此时,应以仪器测量为准;
(3) 塞尺测量时,应按标准的规定操作,不得使用滚子从塞尺上滚压过去的方法测量;
(4) 测量过程中,应保证球落入沟底;闭型轴承在封闭前测量;采用有荷仪器时,测值还应减去载荷引起的游隙增加量。
(5) 对于多列轴承,要求每列游隙合格,取各列游隙的算术平均值作为轴承的径向游隙。
什么是配套径向游隙?
这是生产企业内部使用的一个专用名词。一般情况下,角接触球轴承在使用状态下是不存在什么径向游隙的,但为了装配的方便,产品图样的设计者在产品总图上给出了相当于轴承在径向接触时的理论径向游隙。应当指出:配套径向游隙并不是供检查游隙时使用的。
锥孔调心滚子轴承径向游隙及安装使用说明滚动轴承游隙的调整和预紧工艺,是提高轴承旋转精度和承载能力、降低传动系统振动和噪声的有效手段。装配工作中应弄清概念,明确轴承装配的技术要求,同时还要兼顾轴承温升的控制和保持良好的润滑,对此工艺方法正确加以运用,能够保证滚动轴承装配的质量。
滚动轴承的装配是钳工装配和修理工作中经常要做的一项操作,而滚动轴承游隙的调整和预紧是滚动轴承装配工作的一个重要环节。准确把握游隙调整和预紧的工艺概念,并且在装配工作中正确地运用这种工艺方法,是轴承装配工作质量的保证。
滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下,另一个套圈沿径向或轴向的活动量,故游隙又分为径向游隙和轴向游隙两种。
滚动轴承装配时,其游隙不能太大,也不能太小。游隙太大,会造成同时承受载荷的滚动体的数量减少,使单个滚动体的载荷增大,从而降低轴承的旋转精度,减少使用寿命;游隙太小,会使摩擦力增大,产生的热量增加,加剧磨损,同样能使轴承的使用寿命减少。因此,许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。
预紧就是轴承在装配时,给轴承的内圈或外圈一个轴向力,以消除轴承游隙,并使滚动体与内、外圈接触处产生初变形。预紧能提高轴承在工作状态下的刚度和旋转精度。对于承受载荷较大,旋转精度要求较高的轴承,大都是在无游隙甚至有少量过盈的状态下工作的,这种情况下就需要在装配时对轴承进行预紧。
游隙的调整和预紧通常都是采用使轴承的内圈对外圈作适当的轴向相对位移的方法来完成的。
滚动轴承 四点接触球轴承 轴向游隙--机械行业标准
中华人民共和国机械行业标准
JB/T 6643-93
1 主题内容与适用范围
本标准规定了接触角为35º的一般用途四点接触球轴承(d≤300mm)的轴向游隙值。{TodayHot}
本标准适用于轴承制造厂对成品轴承的检查及订户对成品轴承的验收。
2 引用标准
GB 272 滚动轴承 代号方法
GB6930 滚动轴承 词汇
3 定义
本标准所规定的轴向游隙的定义按GB6930中050803条的规定。
4 轴向游隙值
四点接触轴承的轴向游隙值按下表规定。(um)
5 轴向游隙的标志
5.1 标志方法
四点接触球轴承按0组轴向游隙制造时,在轴承代号中不标注游隙组别代号。当采用其它组轴向游隙时,按GB 272的规定表示。
5.2 标志示例
QJ 214:表示轴向游隙为0组的0级公差QJ214轴承。
QJ 214/P52:表示轴向游隙为2组的P5组公差QJ214轴承。
附录A
轴向游隙的测量方法
(补充件)
A1 四点接触球轴承的轴向游隙用轴向游隙检查仪测量。
A2 在测量负荷下实测的游隙值,应扣除表A1的轴向游隙增加量后方为轴承的轴向游隙。
注:①表中数值不包括所用仪器的精度误差。
②在套圈相互处于不同的极限轴向位置时,应使一套圈相对于另一套圈以及球组相对于沟道,真正处于极限轴A3,当用不同于本标准规定的测量方法所测游隙值争议时,应以本标准规定的仪器测值为准。
附加说明:
本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会提出。
本标准由机械电子工业部洛阳轴承研究所归口。
本标准由瓦房店轴承厂负责起草。
本标准主要起草人林秀清。
此方法是在轴承尺寸超出专用测量仪的测量范围时采用。
采用这种方法必须相当仔细且有赖于操作者的技能,测量时注意不要施加过大的手指压力。
测量时,在水平平台上固定被测轴承的内圈,用薄垫片垫在内圈基准端面和平台之间,使外圈与平台不接触。
深沟球轴承径向游隙简易测量法
1)用千分表测头对准外圈外表面中部,挟住外圈并平行地轻推外圈,使其与内圈和球在A方向保持接触,
注意不要使相对端抬起来,并在此位置作圆周反复振动(使球落人沟底)和作平行移动,直至能从表上记录下读数。
2)不改变外圈的基本位置,挟住外圈使之与内圈和球在B方向保持接触(注意不要使相对端抬起来),
并在此位置作圆周反复振动(使球落人沟底)和作平行移动,直至能从测量仪表上记录下最小读数。
两读数之差的值即为径向游隙。
3)在不同的角位置,按同样程序重复地进行若干次测量,取几次读数的算术平均值作为轴承的径向游隙。
双列深沟球轴承径向游隙的测量可用专用量仪测量法与简易测量法,测点位于外圈中部。测值在有关标准规定的范围内,即为合格。
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