軸承間隙及組配理論計算
軸承間隙及組配理論計算
CM等級的軸承間隙及合適的組配，大陸品牌也能做到低噪音馬達!!
後疫情時代的來臨，因原物料漲價，讓各家軸承也開始調整價格，面臨了成本上的問題，隨著價格上漲，許多廠商開始想嘗試大陸品牌，但廠商卻憂心品質上的問題遲遲不敢轉換，但許多人都會忽視軸承應用的選用條件，導致軸承壽命提早結束。
日製規格CM間隙的優點
許多馬達大廠都要求有嚴格要求震動量及噪音，日系品牌軸承特別設立了一個間隙等級”CM”，為何CM等級間隙能達到低震動低噪音呢?最大的主因是CM等級比CN軸承間隙範圍用得更加嚴格，在組配後內部的餘隙會更加接近0餘隙，因而讓馬達達到低震動低噪音。
間隙與組配
要讓內部餘隙更接近於0除了要注意內部間隙外，最主要的關鍵是組件與軸承的組配方式，公差配合需要注意以下幾點來選用。
案例:
有一馬達軸心及殼蓋都用一般的鋼材，負載 2000N，那應該選用何種組配方式呢?
那 CN 及 CM 間隙內部會殘留多少餘隙呢?
1. 大部分的馬達設計都是內圈轉動外圈靜止所以會建議座內圈緊配合/外圈鬆配合
有一馬達軸心及殼蓋都用一般的鋼材，負載 2000N，那應該選用何種組配方式呢?
那 CN 及 CM 間隙內部會殘留多少餘隙呢?
1. 大部分的馬達設計都是內圈轉動外圈靜止所以會建議座內圈緊配合/外圈鬆配合
| 運作情況 | 示意圖 | 負荷情況 | 建議配合 |
| 內圈轉動 外圈不動 恆定負荷方向 |
 |
旋轉負荷在內圈上 靜止負荷在外圈上 |
內圈緊配合 外圈鬆配合 |
軸承Cr值為4550N P=2000N，P>0.05C(2000>227.5)所以軸心需使用js5等級的公差配合，軸承孔箱需要使用H7等級的公差配合。
| d內徑 | D外徑 | B厚度 | 基本型號 | 額定動負荷 Cr(N) | 額定動負荷 Cor(N) |
| 19 | 5 | 6800 | 2120 | 985 | |
| 22 | 6 | 6900 | 2490 | 1130 | |
| 10 | 26 | 8 | 6000 | 4550 | 1970 |
| 30 | 9 | 6200 | 5100 | 2390 | |
| 35 | 11 | 6300 | 8100 | 3450 | |
| 12 | 21 | 5 | 6801 | 1920 | 1040 |
| 24 | 6 | 6901 | 2700 | 1320 | |
| 28 | 8 | 6001 | 5100 | 2390 | |
| 32 | 10 | 6201 | 6800 | 3050 | |
| 37 | 12 | 6301 | 9750 | 4250 |
軸心 - 迴圈負荷在內圈或不定負荷
| 負荷情況 | 應用範圍 | 滾珠軸承內徑 | 公差配合 |
| 正常負荷和重負荷(P>0.05C) | 一般軸承應用、電動機、氣輪機、泵、內燃機、齒輪傳動裝置、木工機械 | ≤10 10~17 17~100 100~140 140~200 200~500 >500 |
js5 j5 k5 m5 m6 n6 p7 |
鑄鐵和鑄鋼軸承箱的配合
軸心 - 迴圈負荷在內圈或不定負荷
軸心 - 迴圈負荷在內圈或不定負荷
| 負荷情況 | 應用範圍 | 公差配合 | 外圈的軸向移動情況 |
| 不定方向負荷 | 通常可以軸向位移 | ||
| 輕負荷和正常負荷(P≤0.1C) | 中型電機馬達、泵浦、曲柄軸的軸承 | J7 | |
| 定向負荷在外圈 | |||
| 各種負荷 | 一般機械應用、鐵路軸承箱 | H7 | 可以軸向位移 |
| 輕負荷和正常負荷(P≤0.1C) | 一般機械應用 | H8 | 可以軸向位移 |
2.將6000ZZ CM(表1)及CN(表2)間隙代入後數據
| 6000 ZZ CM間隙計算(表1) | ||||
| 零件 | 軸心(S45C)公差 | 殼蓋(S45C)公差 | ||
| 10 | 0.003 | 26 | 0.021 | |
| -0.003 | 0 | |||
| 軸承 | 內環公差 | 外環公差 | ||
| 10 | 0 | 26 | 0 | |
| -0.008 | -0.009 | |||
| 干涉量 | 0 | 0.011 | 0 | 0 |
| 間隙減少量 | 0 | 0.0088 | 0 | 0 |
| 總間隙減少量 | 0 | 0.0088 | ||
| 軸承初始間隙CM | 0.004 | 0.011 | ||
| 軸承殘留間隙 | -0.0048 | 0.011 | ||
| 軸承殘留間隙平均值 | 0.0031 | |||
| 6000 ZZ CN間隙計算(表2) | ||||
| 零件 | 軸心(S45C)公差 | 殼蓋(S45C)公差 | ||
| 10 | 0.003 | 26 | 0.021 | |
| -0.003 | 0 | |||
| 軸承 | 內環公差 | 外環公差 | ||
| 10 | 0 | 26 | 0 | |
| -0.008 | -0.009 | |||
| 干涉量 | 0 | 0.011 | 0 | 0 |
| 間隙減少量 | 0 | 0.0088 | 0 | 0 |
| 總間隙減少量 | 0 | 0.0088 | ||
| 軸承初始間隙CN | 0.002 | 0.013 | ||
| 軸承殘留間隙 | -0.0068 | 0.013 | ||
| 軸承殘留間隙平均值 | 0.0031 | |||
雖說極限値有間隙有負值，但以常態分佈來看落在極限值的可能性非常低，而CM間隙的餘隙上下限值範圍較CN間隙的小，就理論而言CM間隙確實可以達到降低振動及噪音的功效。