轴承的工作温度与游隙相关知识

轴承工作温度与游隙

　　由于SKF进口轴承内、外圈温差会影响轴承的游隙，所以当SKF进口轴承使用条件会产生大的内、外圈温差时，要选用大游隙组别的轴承。温差使游隙减小的量值可按下式计算求出当轴承用于支承位置间距较长时，工作时温度升高会产生较大的热膨胀量，使轴的增长量为△L，在一定范围内可由轴承的游隙来补偿(两端支承均可采用一般的带座轴承，即都系定位支承)。外球面轴承的径向游隙基本组比同尺寸大小的深沟球轴承大一级。径向游隙和轴向游隙的换算，一般是6～8倍，详细数值也可查表。

　　无油进口轴承的特殊生产工艺

　　金属基镶嵌式固体自润滑轴承(简称JDB)是一种兼有金属轴承特点和自润滑轴承特点的新颖润滑轴承，由金属基体承受载荷，特殊配方的固体润滑材料起润滑作用。它具有承载能力高，耐冲击，耐高温，自润滑能力强等特点，特别适用于重载，低速，往复或摆动等难以润滑和形成油膜的场合，也不怕水冲和其它酸液的浸蚀和冲刷。广大用户普遍反映镶嵌轴承不仅节油，节能，而且其工作寿命也比普通滑动轴承长。目前产品已广泛应用在冶金连铸机、轧刚设备、矿山机械、船舶、汽轮机、水轮机、注塑机及设备生产流水线中。

　　1.由于特殊生产工艺的要求，工矿企业的某些关键设备在极为恶劣的工况下运行。由于设备重、环境温度高，粉尘大或空气中含酸性腐蚀气体CO，SO2等，对设备的润滑带来很多问题，摩擦磨损严重，截止目前为止，国内上述企业大部分仍沿用传统的油、脂润滑，而事实上这些工矿条件已超出了油、脂润滑的范围，极易发生轴承及其他摩擦副的咬伤或咬死，引起严重的零件磨损和损坏，经常性地导致设备停运。

　　为了生产连续运行，除在原始设计上要求安装多台设备轮修外，还须投入大量维修人员。严重地着生产率的提高，备品备件和能源消耗极大，已成为发展生产的重要障碍。汽车制造、水泥生产、石油化工等企业都提出了提供复杂工况条件下特种润滑材料要求。为此，对镶嵌式自润滑复合材料研究，在材料配方和制备工艺上突出自身特色，材料性能已达到了国际先进水平，为企业解决了特殊工况下的润滑问题，并带来了明显的经济和社会效益。但由于多种原因国内更多的企业尚未采用，上述状况依然存在。

关键技术原理镶嵌式自润滑复合材料是一种新型的抗极压固体润滑材料，由金属底材与嵌入底材的孔或槽中的固体润滑剂膏体构成。在摩擦过程中金属底材承担了绝大部分负荷。经摩擦，孔或槽中的固体润滑剂向摩擦面转移或反转移，在摩擦面上形成润滑良好、牢固附着并均匀覆盖的固体转移膜，大幅度降低了摩擦磨损。随摩擦的进行，嵌入的固体润滑剂不断提供于摩擦面，保证了长期运行时对摩擦副的良好润滑。

影响轴承游隙的因素

一、安装配合带来的游隙减小量

当轴承被安装在机械设备上的时候，轴承与其安装配合面之间如果是紧配合，那么这个紧配合将使轴承套圈发生变形，从而导致游隙的变化。

如果轴承内圈与轴是紧配合，那么内圈将会有一定的膨胀量，导致轴承游隙的减小。

如果轴承外圈是紧配合，那么外圈受到紧配合的影响将有一定的压缩量，这个压缩量同样会导致轴承游隙的减小。

如果内外圈都是紧配合，那么这两个紧配合带来变形量都会使轴承内部游隙减小。

一般而言，除了松配合将不会影响轴承内部的游隙（严格意义上讲应该是微乎其微的影响）。通常几乎不会出现由于配合原因使得轴承游隙增加的情况。

二、游隙与公差配合的选择

上面讲到轴承室、轴与轴承之间的配合影响轴承游隙。所以轴承游隙与轴承公差配合的选择是相互影响的结果。轴承选择合适的公差配合除了使轴承外圈或者内圈处于设计意图的运动状态之外，也要考虑保证轴承内部游隙的正常。

一般的工程实际中，工程师都是根据推荐的配合表格选择配合，很少进行人工计算。事实上即便是推荐表格也是基于一定的理论计算和实践的。基本的逻辑应该包括保证轴承固定的圈可以固定，以及轴承剩余游隙合理。

三、温度变化带来的轴承游隙减小量

我们知道机械设备在运行的时候往往有一定的温度变化，轴承在温度变化的时候会有一定的热胀冷缩，因此也会使得轴承的尺寸发生变化。

在轴承没有投入工作的时候，对于没有安装的轴承而言，此时轴承内圈外圈处于相同温度，此时轴承内圈和外圈之间的游隙就是初始游隙。

轴承完成安装之后，如果轴承内圈也是处于相同温度（通常如此），此时轴承内的游隙是安装后游隙。

当设备投入运行达到温升之后，轴承的内圈和外圈如果处在不同的温度的时候，此时轴承内圈、外圈相对于初始温度出现了不同的温升，因此热膨胀量不同，由此会带来轴承内部游隙的不同。

四、轴承的工作游隙

轴承实际投入运行的时候的游隙是轴承初始游隙扣除配合原因引起的游隙变化量，再扣除由于内外圈温度差带来的游隙减小量而剩余的游隙，这个游隙被称作工作游隙。工作游隙直接影响轴承的内部负荷状态和轴承的工作表现。

(运转世界大国龙腾龙出东方腾达天下龙腾三类调心滚子轴承刘兴邦CACCEMBMA)

什么是轴承游隙，轴承游隙如何选择，轴承游隙失效

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

初始游隙Δo：轴承在未安装状态下不承受载荷时的游隙，即出厂游隙。

残留游隙Δr：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：Δr=Δo–δfi–δfo(1)

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=αΔtDo（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。