轴承游隙选用指南.ppt

1 轴承游隙选用指南 无锡托林顿轴承有限公司客户服务中心2003年1月 2 1 轴承径向 轴向 游隙 内容 2 正确选择游隙的重要性 3 不同状态下的游隙和相互关系 4 有效游隙的计算 5 标准游隙的选择 6 非标准游隙 C9组游隙 的选择 7 有效游隙太小造成轴承提前失效实例分析 3 轴承的径向 轴向 游隙是当轴承无外负荷作用时 一套圈相对另一套圈 从一个径向 轴向 极限位置移向相反极限位置的径向 轴向 距离 在现实中由于套圈的形状误差和滚动体的不一致性 它应采用在套圈的不同方向以及套圈和滚动体不同相对位置状态下的径向 轴向 位移的平均值 轴承径向游隙 1 轴承径向 轴向 游隙 4 游隙是轴承的一个重要技术参数 它直接影响到轴承的载荷分布 振动 噪音 摩擦 温升 使用寿命和机械的运转精度等技术性能 游隙过大 会引起轴承内部承载区域减小 接触面应力增大 从而使用寿命缩短 过大的游隙还会使轴承运转精度下降 振动和噪音增大 游隙过小 可能会在实际运行中出现负游隙 过盈 引起摩擦发热增大 温升提高 进而使有效游隙更小或过盈更大 如此恶性循环将导致轴承抱死 2 正确选择游隙的重要性 5 3 不同状态下的游隙和相互关系 初始游隙 o 轴承在未安装状态下不承受载荷时的游隙 即供货游隙 残留游隙 r 轴承安装后的游隙 轴承在安装后由于配合作用一般内圈胀大 外圈缩小 因此 r o fi fo 1 式中 fi为内圈和轴配合引起的游隙减少量 fo为外圈和轴壳配合引起的游隙减少量 6 d 内径和轴配合的过盈量 mm d 轴承内径 mm di 轴承内圈平均外径 mm di如无确切数据 可按下式估计 di 3D 7d 10do 空心轴的内径 mm 如实心轴do 0 D 外径和轴壳配合的过盈量 mm D 轴承外径 mm De 轴承外圈平均内径 mm De如无确切数据 可按下式估计 De 7D 3d 10Dh 轴承座外径 mm 如刚体轴承座Dh 7 有效游隙 e 轴承在实际运转时的游隙 由于轴承在实际工作时受温升和散热条件的影响 一般是内圈温度高于外圈温度 导致游隙减少 因此 e r t 2 式中 t为轴承内外圈温差导致的游隙减少量 8 t tDo mm 式中 轴承钢的膨胀系数1 12x10 5 1 oC t 内外套圈的温度差 oC t T内 T外Do 外圈滚道直径 mm Do如无确切数据 可按以下方法估计 对球轴承 调心滚子轴承 Do 4D d 5对圆柱滚子轴承 Do 3D d 4 9 4 有效游隙的计算 由 r o fi fo 1 e r t 2 e o fi fo t 3 只要计算出上述几个影响游隙的因素 轴承的有效游隙即可按照 3 式计算出来 10 4 1举例 轴承23132CA 配合主轴 实心 公差为p6 配合的轴壳 外径330 公差为K7 轴承正常工作时内圈温度高于外圈约10oC 试作有效游隙验算 23132CA 外径D 270mm 内径d 160mm 接触角 11o45 外圈内径De 248mm 内圈外径di 190mm 外圈滚道直径Do 248mm 基本组游隙 最大0 17mm 最小0 11mm 11 0 068 0 025 x160 190 0 078 t tDo 1 12x10 5x10 x248 0 028 emin o fi fo t 0 11 0 078 0 019 0 028 0 015mm 12 经验算 轴承的有效游隙 emin 0 015mm 0 表明轴承实际上有可能在负游隙 过盈 状态下运行 这将引起内 外圈滚道与滚动体摩擦发热增大 轴承温升提高 会造成轴承严重发热或抱死而损坏 如果改变选用C3组游隙 最大0 22mm 最小0 17mm 则最小有效游隙 emin o fi fo t 0 17 0 078 0 019 0 028 0 045mm 13 5 标准游隙的选择 TWB可向用户提供C2 C0 C3 C4和C5组标准游隙轴承 它与国内和国际主要轴承制造厂商的游隙标准是一致的 具体的游隙值 初始游隙 可在轴承样本等资料上查得 用户在订货时应将游隙代号加在轴承代号后面 基本组游隙C0可以省略 例如 C0组标准游隙23132CA轴承 应写为 23132CA C3组标准游隙23132CA轴承 应写为 23132CA C3 14 调心滚子轴承径向游隙表 单位 微米 um 15 用户在选择游隙时 有条件情况下应该按照公式 e o fo fi t 3 做有效游隙验算 理想的有效游隙应当是零游隙 因为能得到最佳的载荷分配和最长的使用寿命 为了获得较大的刚性和较高旋转精度 可以让轴承在适当的负游隙状态下工作 16 因此当工作条件变化较大 安装配合控制得不严 内圈散热条件差 从安全性考虑 则应保留一定的有效游隙 或以最坏情况来验算有效游隙 如用户没有条件做有效游隙验算时 可以参照下表选择游隙 但是由于受到安装 配合及轴和孔的加工精度等的影响 理想的零游隙和适当的负游隙很难控制和保证 17 18 19 TWB可以为用户特殊生产非标准游隙 C9组游隙 的轴承 用户在订货时应注明具体的初始游隙 o值 如何确定初始游隙 o值 用户可以按有效游隙 e的计算方法来选择 也可以根据以往的使用情况和经验来选择 如果还是无法确定 TWB工程师可以到现场与用户一起共同讨论来确定 6 非标准游隙 C9组游隙 的选择 20 7 有效游隙太小造成轴承提前失效实例分析 如果轴承在使用中有效游隙 e值太小 会造成轴承发热 抱死 使轴承提前失效 某一家风机厂生产的离心风机 安装使用后仅几个小时就发现靠电机一端的轴承发热 温度很高 手都不能摸 而靠风叶的那一端的轴承温度正常 打开风机轴承座后发现 靠电机一端的轴承已损坏 而靠风叶的那一端的轴承很正常 21 打开风机轴承座后的情况 该风机使用22316轴承2套 22 靠电机一端的轴承发热 滚子和内 外圈滚道表面已变成黑蓝色 经塞尺检测 游隙只有0 03mm 国家标准为0 05 0 08mm C0组 靠风叶的那一端的轴承温度正常 滚子和内 外圈滚道表面颜色正常 经塞尺检测 游隙0 06mm 符合国家标准 C0组 23 来定性分析造成轴承在使用中有效游隙 e值太小的原因 e o fi fo t 根据 3 式 1 初始游隙 o值可能是下限 2 内圈和轴配合引起的游隙减少量 fi值和外圈和轴壳配合引起的游隙减少量 fo值可能很大 3 轴承内外圈温差导致的游隙减少量 t值可能也很大 4 有效游隙 e值就很小 24 根据 3 式 e o fi fo t 试作有效游隙验算 22316轴承和有关数据如下 轴承外径D 170mm 公差 0 025mm 0mm 轴承内径d 80mm 公差 0 015mm 0mm 轴承外圈内径De 7D 3d 10 143mm 轴承内圈外径di 3D 7d 10 107mm 轴承外圈滚道直径Do 4D d 5 152mm 轴承游隙 C0组 最大0 08mm 最小0 05mm 配合主轴 实心 直径80mm 公差为k5 0 002mm 0 015mm 配合的孔直径170mm 公差为J6 0 007mm 0 018mm 配合的轴壳外径Dh 270mm 配合主轴为实心轴do 0mm 轴承正常工作时内圈温度高于外圈约10oC 25 0 015 0 015 80 107 1 0 80 2 1 0 107 2 0 022 0 0 007 143 170 1 170 270 2 1 143 270 2 0 005 t tDo 1 12x10 5x10 x152 0 017 emin o fi fo t 0 05 0 022 0 005 0 017 0 006 mm 26 经验算 轴承的有效游隙 emin 0 006mm 表明轴承的有效游隙已接近零 由于套圈的形状误差和滚动体的不一致性 与轴承配合的轴和孔的形状误差等原因 实际上轴承有可