轴承游隙计算分析

郭玉朋

轴承游隙计算分析

郭玉朋

（中煤科工集团唐山研究院有限公司,河北唐山,063012）

本文通过分析常用轴承的原始游隙，安装游隙，工作游隙，来求解一下常用轴承在C0，C3游隙组中的工作游隙的大小，作为以后项目选取轴承游隙的参考。

原始游隙;安装游隙;工作游隙

0 前言

所谓滚动轴承的游隙，是将一个套圈固定，另一套圈沿径向或轴向的最大活动量。沿轴向的最大活动量叫轴向游隙，沿径向的最大活动量叫径向游隙。一般来说，轴向游隙越大，径向游隙也越大，反之也一样。按照轴承所处的状态，游隙可分为下列三种：

(1)原始游隙△0

由制造厂加工、装配所确定的，安装前轴承自由状态时的游隙。

(2)安装游隙△f=△0-△1-△2

轴承尚未工作时，轴及轴承座安装完毕时的游隙。由于过盈安装，或使内圈增大，或使外圈缩小，或二者兼而有之，均使安装游隙比原始游隙小。又叫配合游隙。

(3)工作游隙△

工作状态时轴承的游隙。轴承工作游隙比安装游隙大还是小，取决于内圈的温升和负荷的的综合作用。轴承工作的时候，因为内圈温升最大，热膨胀最大，故使轴承游隙减小；同时，由于负荷的作用，滚动体与滚道接触处产生弹性变形，也会使轴承游隙增大。

(4)游隙的选择原则

1） 采用较紧配合，内外圈温差较大、需要降低摩擦力矩及深沟球轴承承受较大轴向负荷或需改善调心性能的场合，宜采用大游隙组。

2）当旋转精度要求较高或需严格限制轴向位移时，宜采用小游隙组。

(5)与游隙有关的因素

1)轴承内圈与轴的配合。

2)轴承外圈与外壳孔的配合。

3)温度的影响。

注：径向游隙减少量与配合零件的实际有效过盈量大小、相配轴径大小、外壳孔的壁厚有关。

1 游隙的计算公式

1.1 配合的影响

（1） 轴承内圈与钢质实心轴(1)：

轴承内圈滚道的扩张量可近似取其配合过盈量的80%（2）

（FAG手册提供的近似值）

（3） 轴承外圈与钢质实体外壳：

外圈的收缩量可大致定为其过盈量的70%—先决条件是

轴是实心轴，正常的钢制轴承座（FAG手册提供的近似值（2））

△d —为名义过盈量

G*—为过盈配合的压平尺寸

△j -- 内圈滚道挡边直径的扩张量(um)

△dy—轴颈有效过盈量(um)

d -- 轴承内径公称尺寸(mm)

h -- 内圈滚道挡边直径(mm)

△A -- 外圈滚道挡边直径的收缩量（mm）

△Dy -- 外壳孔直径实际有效过盈量(um)

H -- 外圈滚道挡边直径（mm）

D -- 轴承外圈和外壳孔的公称直径（mm）

1.2 温度的影响

Гb—线膨胀系数，轴承钢为11.7 *10-6 mm/mm/0C

D—轴承外圈滚道直径

d—轴承内圈滚道直径

△t—轴承内外圈的温度差

3．工作中滚动体变形的影响

如采用圆柱滚子轴承此影响忽略不计。

2 常用轴承游隙的计算（23148）

本次计算的目的是确定是否有必要采用C3游隙组的轴承，以23148轴承作为验算实例。

试验证明当工作游隙为微负值时，轴承的疲劳寿命最长但随着负游隙的增大疲劳寿命同显著下降。因此，选择轴承的游隙时，一般使工作游隙为零或略为正为宜。

2.1 原始游隙

23148轴承的内圈直径为240mm，查手册（2）可得

C3组 最大游隙为320um，最小游隙为240um；

C0组 最大游隙为240um，最小游隙为150um

游隙在这个区间的都属于合格产品，所以我们计算的时候选取

C3最小游隙△X=240mm,C0最小游隙△X=150mm为原始游隙计算，如果最小游隙能满足要求，那么所有的都能满足要求。

2.2 装配游隙

轴承与轴的配合是P6，过盈配合，轴为实心合金钢轴；轴承与偏心轴承杯的配合是H7，间隙配合。所以计算装配游隙时，只考虑与轴的配合即可。轴的直径是240mm，配合为P6，上偏差为es=0.079，下偏差为ei=0.05。

石槽村选用的23148轴承的公差等级是普通公差等级P0（PN），上偏差为ES=0，下偏差为EI= -30。

由上面得出的数据，我们可以算出

最大过盈量 △dyMAX =es-EI=0.079-（-30）=0.109

最小过盈量 △dyMin=ei-ES=0.05-0=0.05

我们的计算为验证游隙是否合适，由公式（1）（2）得出的值小于最大过盈量的80%，我们选用过盈量的80%作为验算值。

△j=0.109*80%=0.087

C3组 装配游隙△Y=△X-△j=240-87=153

C0组 装配游隙△Y=△X-△j=150-87=63

2.3 工作游隙

调心圆柱滚子轴承在正常工作时内外圈的温度差小于10C。， 由内外圈温度变化产生的游隙变化为

△g = △t*Гb *（d+D）/2

=10*11.7 *10-6*（240+400）/2

=0.038mm=38um

由于圆柱滚子轴承圆柱体变形较小，不计算变形量，则工作游隙为

C3组 △Z=153-38=115

C0组 △Z=63-38=25

3 总结

各种型号轴承在C3,C0下的径向工作游隙(um)

调心滚子轴承的轴向游隙Gr

Gr=Ga*2.3*Y0Y0可由轴承尺寸表中查得。

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Analysis and calculation of bearing clearance

Guo Yupeng
(Tangshan Research Institute of coal science and Industry Group Co.,Ltd.,Hebei Tangshan,063012)

This paper analyzes the original common bearing clearance, installation clearance,clearance work,what used to solve bearing in C0,C3 clearance clearance work group size,select the project for future reference bearing clearance。

The original clearance installation clearance;clearance