轴承内部游隙：C2 到 C5 游隙组与对照表

一只 6210 C3 轴承出厂时具有 18 到 36 微米的径向游隙。采用过盈配合安装并升温运行后，机器还未达到稳定温度，大部分游隙就可能已经消失。订货时的初始游隙与轴承实际运行时的工作游隙并不相同，这正是设置游隙组的原因，也是选型中最容易出错的地方。

径向游隙（RIC）是指在安装之前、无载荷状态下，一个套圈相对于另一个套圈沿径向移动的总距离。ISO 5753-1 按游隙大小将其分为若干组。本文以一个常见内径规格为例，给出实际的微米数值，说明过盈配合与工作温度如何减小游隙，完整演算一个实例，并据此总结游隙组选取准则。如果需要先了解轴承代号中 C3 后缀的含义，请参阅我们的轴承代号解读指南。

核心要点

• 径向游隙按 ISO 5753-1 分为 C2 < CN（普通组）< C3 < C4 < C5。DIN 620-4 对这些组的定义完全相同，因此这些游隙组代号可跨标准使用。
• CN 是默认值，不带任何后缀。 只有当游隙组不是普通组时才会出现游隙代号，例如 6210 C3。游隙组从 C2 向 C5 增大时，初始游隙随之增大，但这并不代表质量更低。
• 工作游隙比订货时的初始游隙小。 过盈配合造成的游隙减小量约为有效过盈量的 70% 到 90%，内圈运行温度高于外圈还会进一步减小游隙。其关系式为 Δe = Δ0 − δf − δt。
• 目标是使工作游隙略为正值。 理论上，疲劳寿命在工作游隙略为负值时最高；但实际设计通常将其保持在略高于零的位置，因为负游隙会产生预紧，引起发热甚至卡死。
• 根据配合与温度选择游隙组，而不是凭经验固定选用某一组。过盈配合和高温工况通常需要较大的游隙组（C3、C4 或 CM）；配合过盈量较小且要求低噪声时，则可能需要较小的游隙组（C2）。

什么是径向游隙？

径向游隙是指在轴承安装之前、不施加任何载荷的情况下，一个套圈相对于另一个套圈沿径向移动的总距离。ISO 5753-1 按游隙由小到大分为 C2、CN、C3、C4 和 C5，另有一个很少使用、游隙小于 C2 的 C1。CN 位于中间；订购轴承时若未指定游隙后缀，默认供货即为 CN。

有两点容易混淆。第一，CN 不标注在套圈上。只有游隙组不是普通组时，轴承代号才带游隙后缀，因此 6210 表示 CN 轴承，6210 C3 则表示同一型号中径向游隙较大的版本。这与我们轴承代号指南介绍的后缀规则一致。游隙代号在 SKF、NSK、NTN 和 FAG 之间通用，因为它源自 ISO，而不是某家厂商自己的代号体系。第二，上述分组针对的都是径向游隙。角接触球轴承和圆锥滚子轴承通常按轴向游隙或预紧量调整，其中四点接触球轴承的轴向游隙由 ISO 5753-2 定义。这类轴承通常通过配组安装来调整轴向游隙或预紧量，而不是选择径向游隙组。

正因为游隙代号可以通用，它是互换验证中最容易核对的一层，而厂家自定的密封与保持架后缀最难核对；我们的轴承型号对照指南把这三层逐一讲清。

还需要说明一个特殊代号。CM 是范围较窄的电机轴承专用游隙组，适用于配合和温度条件明确的场合；较小且更稳定的工作游隙有助于降低电机噪声。对于这类应用，可将其理解为经过专门优化、介于 CN 与 C3 之间的游隙范围。

C2 到 C5 游隙对照表（50 mm 内径，单位 µm）

游隙组表示一个范围，而不是单一数值，并且不同组的范围可能重叠。对于 6210 深沟球轴承（50 mm 内径、90 mm 外径），ISO 5753-1 规定的径向游隙范围如下，NTN 工程样本（NTN 样本 2203，表 8.8）也列出了相同数值。C3 范围的下部与 CN 范围的上部重叠，因此“C3 的游隙大于 CN”只适用于组别总体比较，不能据此断定任意一只 C3 轴承的游隙都大于任意一只 CN 轴承。

这些范围随内径尺寸而变化，因此务必查阅实际内径对应的行。下表将 50 mm 内径与相邻的较大尺寸段并列，以显示游隙范围如何随尺寸变化。

数值单位为 µm，径向游隙依据 ISO 5753-1（NTN 样本 2203，表 8.8）。

内部游隙组不等于公差等级

内部游隙与精度是两项相互独立的规格，分别由不同标准规定，将二者混为一谈是最常见的误解之一。内部游隙（C2 到 C5，由 ISO 5753-1 定义）描述套圈之间的相对位移量。精度，即公差等级（P0、P6、P5 以及 ABEC 等级，由 ISO 492 和 ANSI/ABMA 20 定义），规定内径、外径、宽度和旋转精度等项目的允许偏差。

C3 不能说明轴承的 ABEC 等级。 两种代号相互独立，可以自由组合。6205 C3 P5 表示该轴承既采用大于普通组的径向游隙，又具有较高的旋转精度。把两者混为一谈，可能会导致需要 P5 精度时误订 C3，也可能在只需改变游隙时为 P5 精度支付额外成本。

如果需要确认一只使用过或没有标记的轴承属于哪个游隙组，可以在已安装的轴承上用塞尺检查剩余游隙。我们的轴承测量指南介绍了这种测量方法。关于各精度等级之间的实际差别，以及何时确实需要 P5 或更高等级，请参阅我们的 ABEC 轴承精度等级指南。

为什么工作游隙小于初始游隙

真正影响轴承性能的并非样本中的初始游隙，而是工作（有效）游隙，即轴承安装完成并达到运行温度后剩余的游隙。安装配合和温差都会使游隙减小，可按以下关系计算（NTN 样本 2203，式 8.1）：

Δe = Δ0 − δf − δt

这里 Δ0 是样本给出的初始游隙，δf 是过盈配合造成的减小量，δt 是套圈温差造成的减小量。因此可以区分三种状态：安装前的初始游隙、安装后的剩余游隙，以及轴承承载并达到稳定运行温度后的工作游隙。NSK 也采用从初始游隙、剩余游隙到有效游隙的相同划分。

配合造成的游隙减小量（δf）。 将内圈压装到轴上或将外圈压入座孔，会使内圈胀大或外圈收缩，从而减小游隙。NTN 给出的减小量约为有效过盈量的 70% 到 90%（NTN 式 8.2），这正是常见“约 80%”经验值的准确表述。配合过盈量越大，越有利于定位并防止套圈蠕变，但消耗的径向游隙也越多。

温差造成的游隙减小量（δt）。 在大多数机器中，内圈运行温度比外圈高 5 到 10 °C，因为内圈通常更靠近热源，散热条件也较差。因此内圈的热膨胀量更大，径向游隙随之减小。SKF 给出的减小量为 δt = 0.012 × ΔT × dm，其中 ΔT 是套圈之间的温差（单位 °C），dm 是轴承平均直径，即 (d + D) / 2（单位毫米）。内外圈温差越大，这一项的影响越显著，因此润滑方式和工作温度会直接影响游隙选型。我们的轴承润滑指南进一步介绍了润滑膜和运行温度的影响。

算例：由 CN 初始游隙计算工作游隙

通过一组具体数字即可看出设置游隙组的必要性。取一只采用 CN 游隙组的 6210 轴承，以过盈配合安装到轴上，运行时内外圈温差为 10 °C。平均直径 dm 为 (50 + 90) / 2 = 70 mm。下面的计算假设有效过盈量为 15 µm；配合系数和温差计算公式取自相关样本。

Δ0  （CN，区间中值）             = 15 µm
δf  （过盈配合造成的减小量）     = 0.80 × 15 ≈ 12 µm（有效过盈量的 0.70 至 0.90 倍）
δt  （10 °C 温差造成的减小量）   = 0.012 × 10 × 70 ≈ 8.4 µm（dm = (50 + 90) / 2 = 70 mm）

Δe  = Δ0 − δf − δt = 15 − 12 − 8.4 ≈ −5.4 µm → 负值：轴承处于预紧状态

结果为负意味着在承受外部载荷之前，滚动体就已受到预紧载荷。即使初始游隙位于 CN 范围的上限（23 µm），工作游隙也仅略高于零；若位于下限（6 µm），工作游隙则会出现较大的负值。在这种配合和温差条件下，选择 CN 并不合适。下面的瀑布图展示了游隙的减小过程。

再对一只 C3 轴承采用相同的配合与温差条件：

Δ0  （C3，区间中值） = 27 µm
Δe  = 27 − 12 − 8.4 ≈ +6.6 µm → 略微为正：达到目标

相同的轴和温度条件，却得到相反的结果。因此，在压装和高温运行的应用中选择 CN 可能不合适；而在配合过盈量较小、温度适中的工况下一律改用 C3 也同样不妥，此时 C3 可能留下过大的工作游隙。游隙组必须与配合和温差相匹配，这正是接下来两节的选型逻辑。

太松还是太紧：游隙如何影响寿命

工作游隙存在一个最优值，过大或过小都会带来不利影响。工作游隙与轴承寿命之间的关系，正是必须正确选定游隙的根本原因。

游隙过大会扩大非承载区，使任一时刻参与分担载荷的滚动体数量减少，从而加剧振动和噪声，并降低疲劳寿命。因此，游隙也是我们的轴承噪声指南所介绍的噪声控制手段之一。游隙过小或为负值，则会在承受外部载荷之前使滚动体处于预紧状态，导致接触应力骤增并产生更多热量，严重时会引起热失控和卡死。理论上，疲劳寿命在工作游隙略为负值时最长。实际设计仍以较小的正值为目标，因为考虑配合公差和温差波动后，稳定维持负游隙的风险很高。

承载区的变化还会直接影响轴承的额定载荷与寿命。非承载弧越宽，承受工作载荷的滚动体越少；这正是工作游隙会影响疲劳寿命的实际原因。我们的动载荷与静载荷指南对此作了进一步说明。因游隙选择不当而发生现场失效时，通常会出现滚道损伤和异常发热。我们的轴承失效分析将这些症状纳入完整的 ISO 15243 分类，热轧带钢轧机轴承失效分析则展示了现场案例。

如何选择游隙组

首先确定目标：轴承安装并达到运行温度后，工作游隙应略为正值。再根据配合和内外圈温差反推所需的初始游隙组。下面的决策流程涵盖了常见情形。

负游隙并不一定是缺陷。有意施加并加以控制的较小负游隙称为预紧，角接触球轴承和圆锥滚子轴承正是利用预紧来提高轴系刚度并消除游隙。这类轴承通过调整轴向预紧量进行设定，而不是选择径向游隙组。因此，我们的角接触轴承以及圆锥滚子轴承与圆柱滚子轴承对比指南将预紧作为安装调整量，而不是样本中的游隙后缀。

最后，各游隙组名称可在不同标准间通用，因此依据其中一套标准编写的规格，可以直接对应到另一套标准。

径向游隙组在 ISO 5753-1 和 DIN 620-4 中的定义完全相同；北美标准采用的数值见 ANSI/ABMA 20。

常见问题

问：什么是轴承的内部游隙？

内部游隙是一个套圈相对于另一个套圈可以移动的总距离。径向游隙就是这种位移沿径向测得的数值，在安装之前、无载荷状态下测量。ISO 5753-1 按游隙由小到大分为 C2 < CN（普通组）< C3 < C4 < C5。

问：C3 与普通（CN）游隙有什么区别？

C3 的径向游隙范围大于 CN。对于 6210（50 mm 内径），依据 ISO 5753-1，CN 为 6 到 23 µm，C3 为 18 到 36 µm，因此两个范围存在重叠。当过盈配合或运行时的内外圈温差会使游隙减小过多时，才选择 C3；这与轴承的质量高低无关。

问：C3 游隙总是比 CN 更好吗？

不是。在配合过盈量较小且温差适中的工况下，C3 会留下过大的工作游隙，从而扩大非承载区、加剧噪声和振动并降低疲劳寿命。只有当配合和温差造成的游隙减小量较大时，C3 才合适。应根据具体应用选取游隙组，不能一律选大一级。

问：C4 游隙是什么意思，什么时候需要它？

C4 的游隙范围大于 C3。对于 6210，依据 ISO 5753-1，C4 为 30 到 51 µm。当工况会使游隙大幅减小时，例如运行温度很高、内外圈温差较大或配合过盈量较大，就可能需要 C4，以避免 CN 或 C3 的工作游隙降为负值。

问：过盈配合和工作温度如何减小游隙？

两项减小量均应从初始游隙中扣除：Δe = Δ0 − δf − δt。过盈配合引起的游隙减小量约为有效过盈量的 70% 到 90%（δf）；套圈温差引起的减小量为 δt = 0.012 × ΔT × dm，其中 dm 是轴承平均直径。轴承实际运行时的工作游隙小于样本给出的初始游隙。

结论

内部游隙的数值虽小，却会决定轴承能否安静运行至额定寿命，或因过热而卡死。要点如下：

• 订货时指定的 C2 到 C5（依据 ISO 5753-1）是初始游隙。安装配合和运行温差都会使工作游隙减小。
• 根据配合与温度选择游隙组，并用 Δe = Δ0 − δf − δt 核算最终工作游隙，目标是略为正值。
• CN 是默认值。压装配合和高温运行通常选用 C3、C4 或 CM；只有在配合过盈量较小且以低噪声或精确定位为主要要求时，才考虑 C2。
• 内部游隙组和精度等级是彼此独立的规格。一只 C3 轴承可以采用任意 ABEC 等级。

如果需要根据既定的轴和座孔配合、转速及温度条件选择轴承，并希望在下单前通过剩余游隙计算核对游隙组，请将应用数据发送给安德轴承工程团队。我们将给出推荐的游隙组和预期工作游隙。也可先在深沟球轴承产品中查找所需尺寸。

关于作者

Jeff Li 长期为安德轴承撰写关于轴承工程与全球采购的技术文章。他与汽车、重工业及可再生能源领域的原厂配套（OEM）与售后市场买家直接合作。欢迎在 LinkedIn 上联系交流。