軸承的徑向(軸向)遊隙是當軸承無外負荷作用時,一套圈相對另一套圈,從一個徑向(軸向)極限位置移向相反極限位置的徑向(軸向)距離。在現實中由于套圈的形狀誤差和滾動體的不一緻性,它應采用在套圈的不同方向以及套圈和滾動體不同相對位置狀态下的徑向(軸向)位移的平均值。
正确選擇軸承遊隙的重要性
遊隙是軸承的一個重要技術參數,它直接影響到軸承的載荷分布、振動、噪音、摩擦、溫升、使用壽命和機械的運轉精度等技術性能。
遊隙過大,會引起軸承内部承載區域減小,接觸面應力增大,從而使用壽命縮短。過大的遊隙還會使軸承運轉精度下降,振動和噪音增大。
遊隙過小,可能會在實際運行中出現負遊隙(過盈),引起摩擦發熱增大,溫升提高,進而使有效遊隙更小或過盈更大,如此惡性循環将導緻軸承抱死。
不同狀态下的軸承遊隙和相互關系
初始遊隙Δo:軸承在未安裝狀态下不承受載荷時的遊隙,即出廠遊隙。
殘留遊隙Δr:軸承安裝後的遊隙。軸承在安裝後由于配合作用一般内圈脹大,外圈縮小,因此:Δr = Δo –δfi –δfo (1)
式中,δfi 為内圈和軸配合引起的遊隙減少量; δfo 為外圈和軸殼配合引起的遊隙減少量。
經驗數值(配合):
SRB: RIC減小量為緊配合的85%;
CRB: RIC減小量為緊配合的90%;
RBB: RIC減小量為緊配合的80%;
有效遊隙Δe:軸承在實際運轉時的遊隙。由于軸承在實際工作時受溫升和散熱條件的影響,一般是内圈溫度高于外圈溫度,導緻遊隙減少。因此:
Δe = Δr –δt (2)
式中:δt為軸承内外圈溫差導緻的遊隙減少量。
δt = αΔt Do (mm)
式中,α— 軸承鋼的膨脹系數12x10-6 (1/oC);
Δt — 内外套圈的溫度差(oC),Δt = T内 - T外
Do — 外圈滾道直徑(mm)。
Do 如無确切數據,可按以下方法估計:對球軸承和調心滾子軸承:Do=(4D d)/5
對圓柱滾子軸承:Do=(3D d)/4
舉例:
标準遊隙的選擇
用戶在選擇遊隙時,有條件情況下應該按照公式
理想的有效遊隙應當是零遊隙,因為能得到最佳的載荷。分配和最長的使用壽命。為了獲得較大的剛性和較高旋轉精度,可以讓軸承在适當的負遊隙狀态下工作。
但是由于受到安裝、配合及軸和孔的加工精度等的影響,理想的零遊隙和适當的負遊隙很難控制和保證。
因此當工作條件變化較大,安裝配合控制得不嚴,内圈散熱條件差,從安全性考慮,則應保留一定的有效遊隙,或以最壞情況來驗算有效遊隙。如用戶沒有條件做有效遊隙驗算時,可以參照下表選擇遊隙。
有效遊隙太小造成軸承提前失效實例分析
以上介紹了軸承遊隙的基本概念、不同狀态下的遊隙和相互之間的關系、有效遊隙的計算方法、如何選擇合适的遊隙等内容。通過這些内容的介紹,使您能更科學和合理地選擇軸承遊隙,延長軸承的使用壽命。
本文參考資料來源:TWB培訓資料
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