深沟球轴承(DGBB)在运行中因摩擦或外部热源导致发热，必然会引起钢球和内外圈的热膨胀。由于钢球的热膨胀量通常大于滚道(受限于几何约束和散热)，这种膨胀会造成轴承的内部游隙急剧减小或完全消失。游隙的减小是引发轴承性能恶化的关键点，它导致接触应力增大、摩擦力矩进一步升高，最终形成恶性循环，加速轴承的磨损和失效，甚至引起抱轴卡死。

 

 

一、热膨胀的物理原理与游隙变化

✅ 热膨胀的必然性：

钢球和轴承圈(内外圈)的主要材料是轴承钢，具有明确的热膨胀系数。当轴承因内部摩擦(滚动体与滚道、密封件)或外部热源(电机、高温环境)而升温时，所有金属部件的尺寸都将按比例增大，即发生热膨胀。钢球作为三维实体，其体积和直径的膨胀是物理上必然的结果。

✅ 游隙减小的关键影响：

在DGBB中，钢球直径的膨胀会使钢球与内圈、外圈滚道之间的内部径向游隙急剧减小。在某些极端情况下，特别是内圈通过紧密配合固定在轴上时，内圈受热膨胀量可能更大，导致游隙完全消除甚至产生预紧力。游隙的减小直接改变了轴承的受力状态和接触几何。

✅ 恶性循环的形成：

游隙减小或产生预紧力 → 接触应力增大 → 摩擦力矩升高 → 进一步发热 → 钢球和轴承圈膨胀加剧。这是一个自我加速的恶性循环，会迅速将轴承推向失效。

 

二、膨胀导致的应力集中与性能劣化

✅ 接触应力的几何放大：

当内部游隙减小时，钢球与滚道之间的接触区域会承受更高的应力。这种应力集中会加速滚道和钢球表面的滚动接触疲劳。即使在正常载荷下，由于热膨胀导致的应力增加，也会使轴承的疲劳寿命大幅缩短。

✅ 摩擦力矩与温升失控：

游隙的消失使钢球在滚道中的滚动摩擦部分转化为滑动摩擦，且压力巨大，导致轴承的摩擦力矩远超设计值。高摩擦力产生大量热能，使得温升进一步失控，加剧了第一段所述的恶性循环。最终，润滑脂在这种高温高压下迅速变质失效，轴承可能因金属与金属的接触摩擦而卡死或抱轴。

✅ 振动和噪音增加：

内部游隙的改变破坏了钢球在滚道中的精确几何定位。轴承在运行时会产生不规则的振动和高频噪音，严重影响设备的运行精度和工作环境。

 

三、专业应对与设计考量

✅ 选择正确的游隙等级：

为了应对工作温度下的热膨胀，专业的轴承选型通常需要选择比常规游隙(如 CN组)更大的游隙等级(如 C3 或 C4 组)。预留更大的初始游隙，以确保在轴承达到稳定工作温度后，其最终工作游隙仍处于安全范围内。

✅ 润滑与散热管理：

必须使用耐高温、热稳定性好的润滑剂。同时，通过外部冷却、油循环系统或优化轴承座散热设计，将工作温度控制在安全范围内，从源头上抑制钢球和轴承圈的过度膨胀。

 

总结：

深沟球轴承发热确实会导致钢球和轴承圈膨胀，但这仅仅是开始。真正的危害在于膨胀造成的内部游隙急剧减小。游隙的减小是导致应力集中、温升失控和早期疲劳失效的根本原因。专业的工程设计必须通过预留更大的初始游隙和严格的温控来消除这种负面影响。本文内容是上隆自动化零件商城对“深沟球轴承”产品知识基础介绍的整理介绍，希望帮助各行业用户加深对产品的了解，更好地选择符合企业需求的优质产品，解决产品选型中遇到的困扰，如有其他的疑问也可免费咨询上隆自动化零件商城。