高速主轴陶瓷球轴承工作游隙的分析与计算王军，张淳，张树森辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000提。轴承的工作游隙是影响其性能的关键因素之。陶瓷轴承的游隙选择尚无标准。本文对陶瓷球轴承的工作游隙进行了深入分析和计算，为陶瓷轴承游隙的合理选取和修正提供依据中号丁0431文献标识码0引言目前研制的陶瓷滚动轴承可分为两类是只有滚动休为陶瓷材料而外仍为钢质的混合陶瓷轴承；足滚动体及内外陶均为陶瓷材料的企陶瓷轴承。我们设计制造了混合陶瓷球轴承并进行了高速性能试验，试验明，轴承的工作游隙对轴承性能产生显苫影响。
轴承的工作游隙负游隙称为预紧量影响轴承变化，轴承作游隙变化与钢轴承有所不同。钢轴承的原始径向游隙已经标准化。而陶瓷轴承的个向作游隙应通过分析计算确定。影响陶瓷轴承径向游隙的因素有1套圈与球在法向力作用下的接触变形；2内圈随轴旋转时因离心力产生的膨胀；3轴轴承座轴承各部分个同的热膨胀；4轴承与轴或轴承座的有效过盈量引起的内外圈膨胀或收缩；5定位预紧轴承的油膜厚度。下面对陶瓷轴承的工作游隙进行分析与计兑。
1离心膨胀对轴承径向工作游隙的影响对于速旋转的轴承，轴承内和轴会产生很收稿日酵200，3.第作者，王军，男，1965年生，博士，副教授。本文编校王慧兰基金项目辽宁自然科学基金资助项目编号9810400401.
火的离心力。离心力使内和轴产斗径向和环向切向应九进而在应力作用下产生膨胀称为离心膨胀。如阁1的防环以角速度山旋转时，根据弹性力学理论可推导出在半牦6山2，2 2处闪离心力引起的抒向位移为IBi离心力膨胀计译任直径心心=2处的直径变化量，=25，gp.
由离心膨胀以起的轴承游隙减小量等厂轴承内圈外面的直径膨胀量。由式2取心等于内圈外径即可推导出为，Pc，O2，径，为角速度；内为内圈材料密度；艮为内圈材料泊松比和弹性模量。
内圈内面和轴夕面配合面处的离心膨胀同时还使配合的有效过盈量发生变化而间接影响轴承径向游隙下述内容。
2热膨胀对轴承径向工作游隙的影响轴承内外圈和滚动体不同的热膨胀使轴承径向游隙产生的减小量3为认为球径为外圈为内；为球；7，为原始或初始，这里室温。
这里认为内外圈和球各自嘤是均热的当内外圈与轴或轴承座的材料不同或温升不同时全陶瓷轴承，轴承配合的有效过盈量会发生变化。进而间接影响轴承游隙下述，3有效配合过盈量对轴承径向工作游隙的影响有效配合过盈量是指工作中实际起作用的配合过盈量，它是设计过描1量受各种因索的影响发生变化形成的。有效过盈量与多种因素有关，如离心膨胀热膨胀配合面粗糖度几何形状误差等其计算式可为为热膨胀引起的过盈变化上9为。祖糙度几何误差等其它原因引起的过盈量变化；么，和么使过盈量增加为十减小为。
形位误差的影响要根据具体形位误差的性质在式6的基础上加减为轴与轴承内圈在配合面处的离心膨胀之差。由离心膨胀量；忒为空心轴内径；心为内圈外径，指滚道沟底直径为配合直径，即轴承内径和轴径口6分别代樘轴和某为扭制明在配介而处轴的膨张大于内圈的膨胀量，使有效配合过盈量变大，反之减小。由式7和式8可知，轴径3定的条件下与空心轴内径的平方成正比，所以实心轴的膨胀量最小。与内圈外径土的平方成正比，因此在轴径定时，减小轴孔直径4和增大内圈壁厚增大心河以减小值。
温升引起的轴和内圈配合的过盈量变化6由式10计算；温升引起的外圈和箱体轴承座的配合过盈量变化；由艾计算。
lD式中3为轴承内径即轴径；乃为轴承外径即轴承座内径；其它符号同式4.
轴承座和轴承的有效过盈量引起的轴承径向游隙的减小量知为与为内口轴腹离少，胀1起小直径与大直径之比。
别指外圈和轴承座，故和训分别为外圈和轴承座的弹性模量和泊松比；从为轴承外圈滚道沟底直径；为轴承外径，为轴承座壳体外径假设壳体为圆环形。
当轴承座外壳为实刚体或说较大时，可视承座，4值邰较小，可忽略。式2变为轴和轴承的有效过盈量引起的轴承径向游隙减引起的轴承径向工作游隙的减小量令为套圈与球的接触变形会使轴承工作游隙变大。接触变形算可，考竹又轴水理论书疥。已经有完整的计算公式，不再赘述。
4结束语由以上分析计算可，影响陶瓷轴承径向工作游隙的因素较复杂。轴承径向游隙不仅取决于原始小为直径与大直径之比。
七轴承内圈和轴。故心和分别为内和轴的弹性模量和泊松比；4为轴承内圈滚道沟底直径为轴承内径；为空心轴内径。
对于钢内圈轴承如钢轴承和混合陶瓷轴承，札近似等于零，可忽略不计，则式14简化为由式12和式14可得因轴承有效配合过盈量游隙，同时与轴承工作条件有关，如温度转速载荷等，还与轴承轴以及轴承座的材料和尺寸参数有关在陶浇轴承的设计和使中。可根据陶瓷轴承合理选取与修正，以便充分发挥陶瓷轴承的优良性能。
3戴曙。超高速高轴轴承。制造技术与机床，1994850 4王军，张淳。混合陶瓷轴承的高速性能试验。新技术新
