滚动轴承配合和游隙.doc

7、轴承的配合和游隙7.1配合 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。7.1.1配合的选择7.1.1.1负荷的性质与配合 选择配合应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7.1。表7.1 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：旋转外圈：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：静止外圈：旋转负荷方向：与外圈同时旋转 外圈：旋转内圈：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：静止外圈：旋转负荷方向：与内圈同时旋转 在负荷方向不确定，或负荷不平衡有振动的场所常选用内、外圈均为静配合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7.2，表7.3表7.2 向心轴承与轴的配合条件适用例（参考）轴径d（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f 6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:0.06Cr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。18-10040以下Js6 (j6)100-20040-140k6140-200m6普通负荷:（0.060.13）Cr的负荷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Js56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。18-10040以下40以下k56100-14040-10040-65m56140-200100-14065-100m6200-280140-200100-140n6200-400140-280p6280-500r6超过500r7重负荷:0.13Cr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50-14050-100n6需要大于普通游隙的轴承140-200100-140p6超过200140-200r6200-500r7仅承受轴向负荷各种轴承使用位置所有尺寸Js6(j6)表7.3 向心轴承与外壳孔的配合条件适用例（参考）外壳孔公差外圈的移动备注整体型外壳孔外圈旋转负荷薄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铁道车辆的轴承箱H7外圈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大时，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7.4。 表7.4轴、外壳的精度与粗糙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 2IT3 IT4 2 2IT4 IT5 2 2IT3 IT4 2 2圆柱度公差0级、6级5级、4级IT3 IT4 2 2IT2 IT3 2 2IT4 IT5 2 2IT2 IT3 2 2挡肩的跳动公差0级、6级5级、4级IT3IT3IT3IT4IT3配合面粗糙度Ra (max)小型轴承大型轴承3.26.36.312.57.2轴承游隙： 轴承游隙如图1所示：7.2.1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7.4。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7.4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C3C4C510（包括）1824.549147344568458469469469 图1 轴承游隙7.2.2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最佳状态。 从理论上讲，轴承在运转时，稍带负的运转游隙，则轴承的寿命最大。但要保持这一最佳游隙是非常困难的。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。 7.2.2.1 运转游隙的计算方法 运转游隙可以从轴承的初期游隙和因为过盈所造成的游隙减少量，以及因外圈温度差而产生的游隙变化量求出。 eff =0(f+t) （7.1）eff：运转游隙 mm0：轴承游隙 mmf：过盈造成的游隙减少量 mmt：内外圈温度差所引起的游隙减少量 mm（1）、过盈造成的游隙减少量轴承采用静配合安装于轴或轴承箱上时，内圈膨胀，外圈收缩，导致轴承内部游隙减少。内圈或外圈的膨胀或收缩量，因轴承形式，轴和轴承箱形状、尺寸及材料不同而不同，大致近似过盈量的70%90%。f =（0.700.90）x deff （7.2）式中，f ：过盈造成的游隙减少量 mmdeff ：有效过盈量 mm（2）、内、外圈温度差造成的游隙减少量轴承运转时，一般外圈温度比内圈或滚动体温度低510。若轴承箱放热量大或轴连着热源，或空心轴内部有热流体流动，则内外圈温度差更大。该温度差造成的内外圈热膨胀量之差便成为游隙减少量。t =x T x D0 (7.3)t ：温度差造成的游隙减少量 mm ： 轴承钢的线膨胀系数12.5 x 10-6/T：内外圈的温度差 D0：外圈的滚道直径 mm 外圈滚道直径D0可用式（7.4）、（7.5）求出近似值。对于球轴承及自动调心滚子轴承，D0 =0.20（d+4.0D）（7.4）对于滚子轴承（自动调心滚子轴承除外），D0 =0.25（d+3.0D）（7.5）式中， d：轴承内径 mm D：轴承外径 mm 图2：轴承径向游隙的变化7.2.3轴承游隙的选择标准 从理论上讲，轴承在安定运转状态下，稍微有点负的运转游隙时，轴承寿命最大。但实际上要保持这一最佳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7.5 非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表7.6 深沟球轴承的径向游隙（摘自GB/T460493）公称轴承内径d (mm)超过 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 11 132 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 140140 160160 1802 232 232 2518 4818 5320 6141 8146 9153 10271 11481 13091 147105 160120 180135 200注：深沟球轴承轴向游隙与径向游隙的关系： Ua = 4(fe + fi 1) * Dw * Ur Ur2 1/2因径向游隙Ur很小、故Ur2 很小，忽略不记。故 Ua = 2 * (fe + fi 1) * Dw * Ur 1/2其中 fe 为外圈沟曲率系数，fi 为内圈沟曲率系数，Dw 为钢球直径。 表7.7 自动调心球轴承的径向游隙（摘自GB/T460493）公称轴承内径d(mm)超过 到圆柱孔轴承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 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 圆柱滚子轴承滚针轴承的径向内部游隙（摘自GB/T460493）公称轴承内径d(mm)圆柱孔轴承的互换性游隙C2C0C3C4C5超过到最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大-10025204535605075-102402520453560507565902430025204535605075709530405302550457060858010540505353060508070100951255065104040706090801101101406580104540756510090105130165801001550508575110105140155190100120155550908512512516518022012014015606010510014514519020024514016020707012011516516521522527516018025757512512017017022