一般而言，我们都会认为轴承的组成部分包括：内圈、外圈、滚动体、保持架、密封件、润滑等几个部分。事实上，以前给电机工程师讲课的时候，也会把电机轴承的游隙列为轴承的组成部分之一。



     当然，游隙是一个空气间隙，不是一个实体部件，但是工程师在设计、安装、使用、和维护的时候，对游隙的的重视程度，不亚于任何一个轴承的实体零部件。




电机轴承的游隙是什么

     轴承的游隙通常是指，将轴承的一个套圈固定，另一个圈相对于固定圈的移动量。如果这个移动是轴向的，就叫做轴向游隙；如果这个移动是径向的，就叫做径向游隙。



下图所示为深沟球轴承的径向游隙和轴向游隙：






     轴承的游隙都有其相应的国家标准和国际标准。比如常用的滚动轴承径向游隙GB/T4604-93，对滚动轴承游隙进行了分组，其中包括：

2组，比0组小的游隙组

0组，标准游隙组

3组，比0组大的游隙组

     


     标准里也规定了其他游隙组，在实际应用中，工业电机轴承非常常用的游隙是标准游隙组（0组）和C3组。








     对于电机工程师而言，非常常用的轴承类型就是深沟球轴承和圆柱滚子轴承，如果需要其他类型轴承的游隙可以从相应的国家标准或者厂家处获得。



电机轴承的游隙该怎么选？

     首先，上面标准中提到的轴承游隙值都是游隙的初始值，也就是在轴承还没有安装使用时候的游隙值。当轴承安装，投入使用并处于工作状态时，游隙值是轴承运行非常关键的因素。



     一般而言，内转式电机轴和轴承的配合相对较紧，而轴承室和轴承外圈的配合相对较松。这样轴承内圈会向外膨胀，从而带来游隙的减小，我们称之为安装游隙减小量。



     而轴承处于工作状态的时候，轴承内外圈通常存在温度差，这样带来轴承内外圈热膨胀程度的不同，由此也使游隙发生变化，我们称之为温度引起的游隙减小量。



     这样一来，轴承实际的工作游隙是初始游隙减去安装游隙减小量和温度引起的游隙减小量的值。






     而一般的电机轴承的寿命和工作游隙有如下的关系：






纵轴:  轴承不同有效游隙（工作游隙）下的实际寿命与应有寿命的比；

横轴:  轴承的有效游隙（工作游隙）。



     不难看出，轴承寿命非常高值出现在轴承游隙为一个小于0的数值上。这也就意味着，理论上当轴承的工作游隙是负值时，轴承的运行寿命非常长。



     然而，处于这个游隙值是有一个风险的，观察曲线两边斜率不难发现，当实际工作游隙值小于非常高寿命游隙值的时候曲线斜率很大，随着游隙的进一步减小，寿命急剧降低。相反的方向上，游隙的增加使轴承寿命的减小速度就变的平缓很多。



     因此，如果轴承工作游隙处于非常佳寿命游隙值的时候一旦由于工况变化，使轴承游隙进一步减小，轴承寿命迅速减少，就是我们常说的轴承卡死了。



     综合以上考虑，在实际工况中，我们都会选择一个比0略大的工作游隙值作为轴承的实际工作游隙。这是一个安全的取值，不论轴承工作游隙怎么变，非常后对轴承寿命的影响都在可控范围内。


     一般的电机工程师在选择的轴承游隙都会是普通组或者C3组。（这个与我们常用的公差配合，以及电机内部温度分布有关，这些知识可以参照公众号（bearing _zjz）的其他文章）。当然如果由于工况特殊，那么就需要对轴承游隙值进行校核计算，以确保轴承处于一个安全的工作游隙状态下。

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