兩千多年前的“輪扁斫輪”放在今天的生產(chǎn)制造中，可以理解為配合公差的問題。配合公差是機械設備領(lǐng)域經(jīng)常使用的一個概念，指組成配合的孔和軸的公差之和，是允許間隙或過盈的變動量。
在軸承應用領(lǐng)域，配合公差的準確性直接影響著設備的運行表現(xiàn)，而其選擇需要綜合很多因素，例如轉(zhuǎn)速，載荷的大小，載荷的方向，沖擊載荷，是否需要游隙調(diào)整，軸承座的類型和材質(zhì)等等。因此，通曉配合公差之“道”尤為關(guān)鍵。
例如在機床行業(yè)，高轉(zhuǎn)速下精密角接觸球軸承內(nèi)圈的緊配量一般要精確到微米級。因為對于高速機床主軸來說，如果配合量過小，軸和軸承內(nèi)圈會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，導致磨損和表面剝蝕;如果配合量過大，則會使得軸承的預緊增加，產(chǎn)生熱量并且降低了轉(zhuǎn)速性能。鐵姆肯公司在這方面的做法是在精密角接觸球軸承內(nèi)外圈上標注微米代碼，幫助客戶根據(jù)微米代碼選配相應的軸以達到精確的配合量。
Timken? 軸承內(nèi)外圈上標注微米代碼
鐵姆肯公司在制粒機行業(yè)的一個成功案例也充分說明我們對于配合公差的精湛掌握。木材制粒機的壓輥部位配置有兩列調(diào)心滾子軸承，某品牌的軸承壽命只能達到500小時。鐵姆肯公司提供的解決方案是配對的調(diào)心滾子軸承，這一方案的最大難度在于除了縮小兩個軸承的游隙偏差，還要控制軸承外徑的尺寸公差以保證兩個軸承的配合公差接近，由外圈緊配所損失的游隙接近，從而保證兩個軸承的安裝后游隙接近，4列滾子受力均勻。實踐證明，鐵姆肯公司的解決方案中軸承壽命高達2500小時，是原來的5倍。
得其法，豁然明晰
與配合公差同理，軸承應用中還有很多細節(jié)之處需要技術(shù)人員深諳其“道”，以確保設備的平穩(wěn)運行。幸運的是，人類技術(shù)發(fā)展至今我們不必像輪扁們一樣“口不能言”，只能“有數(shù)存焉于其間”。現(xiàn)在我們可以借助科技手段，基于大量的數(shù)據(jù)采集開發(fā)出軸承分析軟件來進行仿真應用分析。
Timken? 的Syber即是這樣一款強大的軟件。它不但可以根據(jù)具體的應用工況快速而精準地計算最適配公差值，還可以進行多種技術(shù)分析：
1. 軸承游隙和預緊力的建議
2. 驗證潤滑油(脂)粘度是否滿足要求，計算潤滑系數(shù)，設置合適的軸承表面粗糙度
3. 推薦合適的潤滑油(脂)流量
4. 計算應力分布，評估應用的風險并給出軸承修型的優(yōu)化
5. 計算軸承壽命，在材料和設計上加以強化
6. 評估軸承的轉(zhuǎn)速性能，推薦合適的預緊和潤滑
7. 計算剛度和變形量
Syber計算得到的軸承應力分布圖
另外，鐵姆肯公司還具備強大的有限元分析能力，廣泛應用在風電和汽車等領(lǐng)域。
系統(tǒng)有限元分析圖
在強大的軟件分析能力之外，鐵姆肯公司更注重實驗的測試，理論結(jié)合實踐，提供嚴謹和科學的指導，及時為客戶解惑授“道”。
鐵姆肯公司的軸承實驗臺架
鐵姆肯公司的風電軸承測試平臺
