如何確定離心泵滾動軸承的游隙？

游隙分為徑向游隙和軸向游隙，通常我們關注和控制的是徑向游隙。游隙不是越小越好，也不是越大越好，需要一個“最佳值”來平衡溫升、預緊和負載。

1、游隙類型（按測量狀態分）

1.1 原始游隙

軸承出廠時的游隙。

1.2 安裝游隙

軸承安裝到軸和軸承箱后的游隙。由于過盈配合會使套圈膨脹（內圈）或收縮（外圈），安裝游隙會小于原始游隙。

1.3 工作游隙

泵在運行狀態下，達到工作溫度和工作轉速時的游隙。這是最關鍵的狀態。

1）溫升效應：內圈、滾動體溫度最高，熱膨脹最大，導致游隙減小。

2）轉速效應：高速離心力會使滾動體向外甩，導致游隙增大。

目標：選擇正確的原始游隙，使得軸承在工作狀態下的工作游隙為一個微小的正值（接近零或略有盈余），這是軸承壽命最長、運行最平穩的狀態。

2、確定游隙的步驟與方法

2.1 選擇游隙組別

1）滾動軸承的游隙有標準組別。最常用的是CN組 - 普通游隙，這也是軸承默認的標準游隙。該等級適用于大多數普通運轉條件，其數值介于C2和C3之間。

2）其它組別包括：C2（小于CN）、C3（大于CN）、C4（大于C3）、C5（大于C4）。

2.2 主要考量因素：

1）配合公差：這是影響最大的因素。過盈量越大，安裝后游隙減少得越多。必須根據選擇的軸和孔的公差，估算出游隙的減少量。SKF等廠商提供計算公式和估算表。

2）工作溫度與溫差（ΔT）

a. 內圈與軸的溫升高于外圈與軸承座，會導致游隙進一步減小。

b. 需要估算內、外圈的溫差，計算熱膨脹導致的游隙減小量。

3）載荷性質：對于重載荷或沖擊載荷，需要更大的工作游隙（選C3），以防止因滾子壓扁等彈性變形而導致的實際負游隙（預緊），從而引發過熱。

4）要求精度與剛度：對于要求高剛度和低振動的場合（如機床主軸），可能需要預緊（負游隙）。但絕大多數離心泵應用不需要預緊，而是需要適當的工作游隙。

5）軸與軸承箱的材料：如果材料不同（如鋁制軸承座），熱膨脹系數差異大，需額外計算。

2.3 決策流程與行業慣例：

1）對于絕大多數標準的臥式離心泵：

由于配合過盈和溫升效應（兩者都減小游隙）是主導因素，行業普遍做法是：選擇比CN組大一級的游隙，即C3組游隙。這樣可以確保軸承在熱起來之后，仍然有合適的工作游隙，避免因熱膨脹而導致工作游隙消失甚至產生有害的預負載。這是經過長期實踐驗證的安全、可靠的選擇。

2）特殊情況：

a. 精密機床、高速電主軸：可能需要CN或C2組，并施加預緊。

b. 振動沖擊極嚴重的場合：可能選C4組。

c. 鋁制軸承座、溫差極大等特殊工況：必須進行詳細的熱力學計算和游隙演算。

3、總結

對于離心泵，最常用的游隙是：C3。對于極端或特殊工況，可咨詢軸承供應商的建議。

（來源：中國通用機械工業協會泵業分會）