軸承配合選定 - 太鬆會「蠕變」,太緊會「燒死」

內圈/外圈的過盈配合與間隙配合選定、載荷方向與旋轉方向的判斷基準

軸承配合是機械組裝最常出錯的環節之一。太鬆會發生潛動(Creep)磨耗殼體;太緊會消除內部間隙,大幅縮短軸承壽命。各軸承品牌的型錄都附有配合表,需對照 CNS 4-1 公差等級才能正確選定。

1. 黃金法則:旋轉環用過盈配合

  • 內環旋轉(馬達、齒輪箱):內環 → 軸用過盈(k5, m5, n5);外環 → 殼體用間隙/過渡(H7, JS7)
  • 外環旋轉(車輪、滾輪):外環 → 殼體用過盈(K7, M7, N7);內環 → 軸用間隙(g6, h6)

靜止環始終在同一點承受負荷(無潛動風險),旋轉環在不斷變化的位置承受負荷——所以需要確實的過盈固定。

2. 負荷大小跟過盈量的調整

  • 輕負荷(C/P ≥ 15):k5, m5——輕型馬達、精密儀器(伺服馬達常見用 k5)
  • 一般負荷(C/P = 8-15):m5, n5——一般減速機、輸送帶
  • 重負荷(C/P ≤ 8):n5, p5, r5——軋鋼機、吊車捲筒等重型設備

3. 最常用的配合組合

  • 一般馬達/齒輪箱:內環 k5 / 外環 H7(工業馬達常用配合)
  • 高精密主軸:內環 js5 / 外環 JS6(可調預壓)——工具機主軸的典型選擇
  • 自動調心軸承(大軸):內環 m6 / 外環 H8

4. 確認內部間隙縮減量

採用過盈配合後,軸承內部間隙(徑向間隙)會縮減。縮減過多加上運轉時熱膨脹,內部間隙可能降到零,壽命驟降。過盈量大時要選 C3 或 C4 間隙組的軸承確保足夠運轉間隙,各廠家型錄均有對照表可參考。

💡 設計審查的指引
花大把時間算軸承壽命,配合卻隨便選——就像把高級活塞裝進鬆垮的汽缸。配合選定與內部間隙縮減量必須一起檢討。若忽略間隙等級選定,短時間內就可能發生燒結。
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