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轴承预紧力的确定

来源:本站 时间:2011-11-4 9:05:17
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轴承预紧一般用于高精密运转条件下的工况场合。从理论上讲,轴承在零游隙甚至一定程度下的负游隙工况场合运转才最平稳,此时轴承刚度得到最有效发挥,轴承运转时的噪音也最低,因此,应尽量保证轴承在此条件下工作。但是考虑到轴承的安装配合、工作时温度变化所引起的材料变形等因素,轴承在加工时都是预留有正向游隙的。为了能在高精密运转条件下的工况场合使用,就在轴承和相关部件安装配合后,采取一定的措施来施加预紧力,通过调整内外套圈的位置,来调整轴承游隙,使得轴承工作时的游隙值为零或负,这样就可以保证高精密运转下轴承运转的平稳。

关于要实施预紧的轴承型号,基本上覆盖了所有常规型号,也可以说,高精密场合用到的所有类型轴承,都需要进行预紧。包括:深沟球轴承(家用电器用到)、角接触球轴承(其在高速机床主轴上使用时必须进行预紧)、推力轴承类、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承等,都可以见到预紧的情况。需要说明的是:预紧也有个度,预紧太过了也会造成轴承工作温升过高,容易造成轴承的早期失效。但是预紧太小,高速运转时,轴承又不能平稳运行。所以目前也开发出预紧力可变调整机构。

预紧分为轻度预紧、中度预紧和重度预紧。当轴承需要高速运转并要求运转平稳时,应该实施轻度预紧;当轴承需要提高承载力和刚度,且转速不高时,应实施中度或重度预紧。轻度预紧只是为了减少轴承在工作运转时,非接触区内滚动体与滚道间因游隙所产生的窜动,因此,保证轴承游隙为零或者零上游隙即可;中度或重度游隙为零下负游隙。

预紧力的大小必须经过计算得出,计算必须考虑轴承的内部结构及相关尺寸,包括沟曲率、钢球曲率、材料性能等。计算出来后再转化为螺栓的扭矩,因为一般预紧力都是通过螺栓来施加,所以可以通过扭矩扳手来施加预紧力。需要说明的是,国内很多场合都是靠经验来控制预紧力,这种方法一是因为国内轴承精度的一致性比较差,二是对预紧力的控制方法不是很规范所致。圆锥滚子轴承无论正负游隙都是纯滚动,其最大的发热源是在滚子大端面与内圈大挡边处的滑动摩擦, 而调心滚子轴承无论正负游隙其滚子的不同点与内外圈滚道都有滑动摩擦。一般在负游隙时发热量急剧增大的原因时预载荷破坏了润滑油膜,使两金属接触表面直接粘连。对角接触球轴承则不然,轴承在装配后是否纯滚动取决于轴承的装配状态。假如圆锥滚子轴承内外套没有足够的反方向压紧,它就不是纯滚动状态。

预紧方法分为径向预紧法和轴向预紧法两大类,分述如下。 1、径向预紧法径向顶紧法多使用在承受径向负荷的圆锥孔轴承中,典型的例子是双列精密短圆柱滚子轴承,利用螺母调整这种轴承相对于锥形轴颈的轴向位置,使内圈有合适的膨胀量而得到径向负游隙,这种方法多用于机床主轴和喷气式发动机中。 2、轴向预紧法 轴向预紧法大体上可分为定位预紧和定压预紧两种。在定位预紧中,可通过调整衬套或垫片的尺寸,获得合适预紧量;也可通过测量或控制起动摩擦力矩来调得合适的预紧; 还可直接使用预先调好预紧量的成对双联轴承来实现预紧的目的,此时一般不需用户再行调整,总之,凡是经过轴向预紧的轴承,使用时其相对位置肯定不会发生变化。


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