什么是轴承游隙，轴承游隙如何选择，轴承游隙失效实例分析

轴承的径向和轴向游隙

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。

正确选择轴承游隙的重要性

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。

不同状态下的轴承游隙和相互关系

式中，δfi 为内圈和轴配合引起的游隙减少量; δfo 为外圈和轴壳配合引起的游隙减少量。

经验数值(配合):

SRB: RIC减小量为紧配合的85%;

CRB: RIC减小量为紧配合的90%;

RBB: RIC减小量为紧配合的80%;

有效游隙Δe： 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:

Δe = Δr –δt (2)

式中：δt为轴承内外圈温差导致的游隙减少量。

δt = αΔt Do （mm)

式中，α— 轴承钢的膨胀系数12x10-6 (1/oC);

Δt — 内外套圈的温度差(oC)，Δt = 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:对球轴承和调心滚子轴承：Do=(4D+d)/5

对圆柱滚子轴承：Do=(3D+d)/4

举例：

标准游隙的选择

用户在选择游隙时，有条件情况下应该按照公式

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。

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。

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。

有效游隙太小造成轴承提前失效实例分析

以上介绍了轴承游隙的基本概念、不同状态下的游隙和相互之间的关系、有效游隙的计算方法、如何选择合适的游隙等内容。通过这些内容的介绍，使您能更科学和合理地选择轴承游隙，延长轴承的使用寿命。

本文参考资料来源：TWB培训资料

全面解析轴承游隙

什么是轴承游隙？

简单来说，轴承游隙就是单个轴承内部、或者几个轴承组成的系统内部的间隙（或干涉）。游隙可分为轴向游隙和径向游隙，这取决于轴承类型及测量方法。

为什么要调整轴承游隙？

打个比方，煮饭的时候水过多或过少，都会影响米饭的口感。同理，轴承游隙过大或过小，轴承的工作寿命乃至整个设备运行的稳定性都会降低。

适用不同调整方法的轴承种类

游隙调整的方法由轴承类型决定，一般可以分为游隙不可调轴承和可调轴承。

游隙不可调轴承是指轴承出厂后，轴承的游隙就确定了，我们熟知的深沟球轴承、调心轴承、圆柱轴承都属于这一类。

游隙可调轴承是指可以移动轴承滚道的相对轴向位置来获得所需要的游隙，属于这类的有圆锥轴承和角接触球轴承及一些止推轴承。

▲圆锥滚子轴承 ▲角接触轴承

轴承游隙调整分类

对于不可调轴承的游隙，行业有相应的标准值（CN, C3，C4等等），也可以定制特定的游隙范围。当轴、轴承座尺寸已知，相应的内、外圈配合量就确定了，安装后的游隙就不能改变。由于在设计阶段配合量是一个范围，最后的游隙也存在一个范围，在对游隙精度有要求的应用就不适用。

可调轴承很好的解决了这个问题，通过改变滚道的相对轴向位置，我们可以得到一个确定的游隙值。如下图，当移动内圈的位置，我们大致可以得到正、负两种游隙。

影响轴承游隙的因素

最佳工作游隙的选择是由应用工况（载荷、速度、设计参数）和期望得到的工作状态（最大寿命、最好的刚度、低的热量产生、维护的便利等等）决定的。然而，在大多数应用中，我们无法直接调整工作游隙，这就需要我们根据对应用的分析和经验，计算出相应的安装后游隙值。

圆锥滚子轴承游隙的调整方法

不可调轴承的安装后游隙主要受配合的影响，所以下面主要介绍可调轴承的游隙调整方法，以适用转速范围宽、可同时承受轴向力和径向力的圆锥滚子轴承为例。

1 推拉法

推拉法一般用于正游隙，轴承滚道与滚动体之间的轴向间隙是可以测得的。对轴或者轴承座向一个方向施加一个力，推到底以后将百分表设为零位作参考，然后施加一个反方向的力，推到底以后百分表上指针的转动量就是游隙值。测量时需慢慢震荡旋转滚子，确保滚子正确的定位在内圈大挡边上。

2 Acro-SetTM法

Acro-Set的理论基础是胡克定律，发生弹性形变的物体的形变量与所受的外力成正比。在一定的安装力作用下，测量垫片或隔圈间隙来获得正确的游隙。按照一个事先测试时创建的图表直接读出所需要的正确的垫片或隔圈尺寸。

该方法适用于正游隙和预紧，操作人员需要接受培训来创建图表。

3 Torque-SetTM法

Torque-Set的原理是，在预紧下，轴承的转动力矩增长是轴承预紧力的函数。实验结果显示，一组同型号的新轴承，在给定预紧力的条件下，轴承的转动力矩变化量很小。因此，可以用转动力矩来估算预紧量。

该方法的原理即是在轴承的转动力矩和预紧量之间建立一个换算关系，这需要通过测试获得。然后再实际安装时，就可以通过测得转动力矩来决定垫片的厚度。

4 Projecta-SetTM法

Projecta-Set就是将无法直接测量的垫片或隔圈厚度投射或者转化到容易测量的地方。使用一个特制的量规套筒和隔圈即可达到这样的效果。当轴承的内圈和外圈都是紧配合条件时，轴承的拆下和调整会很困难且耗时，此时Projecta-Set就体现出其优点。

该方法对不同系列的轴承需要单独的量规，相对成本较高。但是当大批量安装时，平均下来每次的成本就很合算。尤其在自动化领域，已经证明是很有效的方法。

5 Set-RightTM法

Set-Right使用概率方法并控制相关零件的尺寸公差来确保所有的装配总成中有99.73%的轴承游隙落在可接受的范围内。这是一组随机变量组合后的数学预测，变量就是轴承公差和轴、轴承座等安装组件的公差。

该方法不需要安装调整，应用组件简单的装配夹紧即可，因此大批量安装非常方便。但是最后会得到一个游隙范围（大概0.25mm），在某些应用中能否采用Set-Right需要在设计阶段决定。很多年来，不管是工业还是汽车领域，Set-Right的方法都得到了成功的使用。

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