轴承选型-轴承游隙

作为轴承选型过程的一部分，当轴承类型、尺寸和配合确定后，还必须考虑其它因素，以便进一步确定轴承的最终型号。这些因素包括：

• 轴承游隙或预紧；
• 轴承公差；
• 合适的保持架；
• 内置密封；
• 特殊要求，例如涂层和其他产品特性。

今天在这篇文章中，首先介绍轴承游隙和预紧。

如下图，轴承内部游隙的定义为：其中一个轴承套圈相对于另一个轴承套圈在径向（径向内部游隙）或轴向（轴向内部游隙）可移动的总距离。

运行中的轴承游隙对轴承寿命、发热、振动和噪声等都会产生影响，因此选择合适的游隙非常重要。在轴承运行时，理论上工作游隙为微小的负值时，轴承的使用寿命最长。如下图所示。当选择轴承初始游隙时，应保证运行间隙比0稍微大一些，这样才能保证轴承的运行游隙保持在比0稍微小一点。

轴承游隙可分为初始游隙、装配游隙和运行游隙。初始游隙是轴承安装前的内部游隙。装配游隙是轴承安装后运行前的内部游隙。运行游隙是轴承运行中且达到稳定温度的内部游隙。

在大部分应用中，轴承中的初始游隙大于其工作游隙。这是由于：

1.与轴和/或轴承座过盈配合；

2.轴承圈与相关零部件的热膨胀。

为使轴承可靠地运转，必须有合适的工作游隙。在大部分情况下，轴承需要一定程度的游隙。然而，在某些情况下，它们可能需要预紧，也就是负游隙。

在实际应用中，通常情况下应遵循以下原则：

1.球轴承的工作游隙应接近于零。

2.圆柱、滚针、球面和环形滚子轴承通常要求至少有少量的工作游隙。

3.圆锥滚子和角接触球轴承应有少量的工作游隙，需要高刚性或定位控制的应用情况下，可设置一定程度的预紧进行安装。

选择初始内部游隙以及选择预紧载荷需要考虑计算工作游隙和预紧载荷所需的初始内部游隙的方法，以满足应用的要求。

轴承的工作游隙或预紧可以影响摩擦、载荷区的大小和疲劳寿命等。 下图说明了这些参数之间的关系。该图基于径向载荷下的滚动轴承。对于普通应用，工作游隙范围应处于推荐区间内。

轴承运行可靠所需的工作游隙取决于应用条件。必须确保轴承具有最小初始内部游隙，当游隙因安装和其他因素影响而变小时，最小初始游隙应大于或等于所需的最小工作游隙。

为实现这一点，请遵循以下步骤：

1.考虑由过盈配合导致的游隙减少

2.考虑轴、轴承套圈和轴承座之间的温导致的游隙减小

3.考虑他影响因素导致的游隙减小，例如轴承套圈的轴向锁紧导致其直径的轻微增加

4.考虑所需的最小初始游隙

5.选择初始游隙范围（所需的最小初始游隙和安装调整的轴承配置）

要求的最小初始内部游隙可用以下公式估算：

r = rop + Δr配合 + Δr温度 + Δr其它

r：要求的最小初始内部游隙 [μm]

rop：要求的工作游隙 [μm]

Δr配合：由最大预期配合引起的游隙改变 [μm]

Δr温度：起动或稳态下温差导致的最大预期游隙改变 [μm]

Δr其它：轴向锁紧等其他因素导致的最大预期游隙改变

初始游隙的范围：对于交叉定位布置的轴承类型，例如角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子推力轴承，其初始游隙在安装时设定。此种配置的内部游隙即使在安装时根据调整值而设定，将会有一个范围。

对于其他轴承类型，初始内部游隙于制造时确定。ISO 定义了五组游隙组别并规定了初始游隙的范围初始游隙），见下表。每个游隙组别代表一组游隙值的范围。范围的大小随着轴承类型和尺寸而改变。

诸如 C3 或甚至 C4 游隙级的大于公称值的初始游隙如今十分常见。这是因为，现代的轴承承受更高的载荷且要求更紧的过盈配合，而且与游隙级定义时的典型工况又有所不同。

可调的轴承配置中的轴承类型（如角接触球轴承、圆锥滚子轴承或球面滚子推力轴承）在安装过程中可以设置内部间隙（安装调整轴承配置）。

对于其他轴承类型，所选轴承游隙等级（普通级、C3、C4 等）中最小游隙等于或大于预估的最小初始内部游隙。 然后验证所选游隙等级的最大游隙值是否适合设备的应用。如果最大游隙过大，考虑选择缩窄游隙组别，例如：C3L，其只包含 C3 游隙值范围的下半部分。