滾動軸承的預(yù)緊.doc

滾動軸承的預(yù)緊： 1 軸向預(yù)緊 2 定位預(yù)緊 3 定壓預(yù)緊 4 最小軸向載荷的選取 5 徑向預(yù)緊 6 成對安裝角接觸球軸承預(yù)緊 滾動軸承的預(yù)緊是指采用適當?shù)姆椒ㄊ馆S承滾動體和內(nèi)，外套圈之間產(chǎn)生一定的預(yù)變形，以保持軸承內(nèi)，外圈均處于壓緊狀態(tài)，使軸承帶負游隙運行。預(yù)緊的目的是：增加軸承的剛度；使旋轉(zhuǎn)軸在軸向和徑向正確定位，提高軸的旋轉(zhuǎn)精度；降低軸的振動和噪聲；減小由于慣性力矩所引起的滾動體相對于內(nèi)，外圈滾道的滑動；補償因磨損造成的軸承內(nèi)部游隙變化；處長延長軸承壽命。 按預(yù)載荷的方向可分為軸向預(yù)緊和徑向預(yù)緊，在實際應(yīng)用中，球軸承多采用軸向預(yù)緊，圓柱滾子軸承為徑向預(yù)緊。1 軸向預(yù)緊 在大多數(shù)應(yīng)用場合，向心軸承通過軸向預(yù)緊主要目的是提高軸承的徑向剛度和角剛度。軸向預(yù)緊還能改變剛度的變化規(guī)律。 對于角接觸球軸承，徑向載荷為零時，其軸向載荷Fa和軸向變形n之間的關(guān)系可按下列近似的經(jīng)驗公式計算 式中 Ka 軸承的彈性變形系數(shù)。由于角接觸球軸承的實際接觸角隨軸向載荷的大小而變化,因此Ka不是常數(shù)； Dw 滾動體直徑（mm); Z 滾動體數(shù)。 根據(jù)上式可以做出每個軸承的載荷-變形曲線，如圖1-14所示?？梢钥闯?，當單個軸承沒有預(yù)緊時，在軸向載荷作用下，軸承的軸向變形為a1 ，如果軸承在有預(yù)緊載荷Fao時，則在同樣的外加軸向載荷Fa作用下，軸承的軸向變形為aII ，顯然aII a1 。因此，單列角接觸球軸承可以用預(yù)緊的方法提高軸承的軸向剛度。 對于圓錐滾子軸承，徑向載荷為零時，其軸向載荷Fa和軸向變形a之間的關(guān)系式為 式中 LWE 圓錐滾子有效長度。 兩個相同型號的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承成對安裝時，按照施加預(yù)載荷的方法，可分為定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊。 2 定位預(yù)緊 定位預(yù)緊是指軸承的軸向位置在使用過程中保持不變的一種軸向預(yù)緊方式，如圖1-15所示，可以通過調(diào)整兩軸承之間的隔套的寬度以獲得一定的預(yù)緊量。 當兩個相同型號的角接觸球軸承成對安裝時，其軸向載荷與變形的曲線如圖1-16所示，圖中兩個軸承的載荷-變形曲線的交點，表示在預(yù)緊載荷Fao作用下，兩個軸承的預(yù)緊變形量均為ao。當外加軸向載荷Fa作用于軸上后，軸將沿Fa的方向移動位移量a，此時，軸承I 變形增加了a，軸承II的變形減少了a 。 由圖中可以看出，軸承I，II 的軸向變形量分別為 a I = ao + a a II = ao -a 相應(yīng)地，軸承I，II 所受的軸向載荷為 FaI= Fao +FaIFaI= Fao - FaII 由力的平衡條件可得 Fa = FaI- FaII 可以看出，在軸向載荷作用下，支承系統(tǒng)的軸向位移量僅為a。因此，成對安裝角接觸球軸承通過預(yù)緊可顯著提高支承系統(tǒng)的剛度。 若增大Fa，使FaII=Fao ，則軸沿Fa方向的移動量a=ao，此時軸承II完全不受載荷，則 aI = 2ao aII = 0 使軸承II 完全不隨載荷的外加軸向載荷稱為卸緊載荷。當預(yù)緊的軸承是一對相同型號的角接觸球軸承時，其卸緊載荷為 如果外加軸向載荷Fa 大于上述值時，軸向載荷完全由軸承I承受。此時，成對安裝的角接觸球軸承僅起到單個軸承的作用，這種情況應(yīng)當避免。 當兩個型號相同的圓錐滾子軸承成對安裝時，其軸向載荷與變形曲線如圖1-17所示。從圖中可以看出，成對安裝的圓錐滾子軸承通過預(yù)緊可提高剛度一倍。 Fax=2Fao 3 定壓預(yù)緊 定壓預(yù)緊是指使軸承的軸向預(yù)緊載荷在使用中保持不變的一種軸向預(yù)緊方式。如圖1-18所示，可以通過調(diào)整彈簧的壓縮量以獲得一定的預(yù)緊量。 當兩個相同型號的角接觸球軸承成對安裝并采用定壓預(yù)緊時，其同向載荷與變形曲線如圖1-19所示。從圖中看出，軸承I，II 在預(yù)緊載荷Fao 作用下，其預(yù)緊變形量均為ao ，當外加軸向載荷Fa作用于軸上后，軸沿Fa方向移動了a，軸承II的外圈在彈簧作用下始終壓緊內(nèi)圈。由于彈簧的剛度與軸承的剛度相比很小，故可以近似地認為，在外加軸向載荷作用下，軸承I的變形量增加a，而軸承II的變形量和預(yù)緊載荷保持不變。 與定位預(yù)緊相比，在相同預(yù)緊變形量時，定壓預(yù)緊對支承系統(tǒng)軸向剛度的增加不顯著。但在定位預(yù)緊時，軸和軸承座溫度差所引起的軸向長度差，內(nèi)外圈溫度差引起的徑向膨脹量等均會影響到預(yù)緊變形量，而定壓預(yù)緊時，則不受影響。因此，必須根據(jù)具體技術(shù)要求選擇預(yù)緊方式。通常，在要求高剛度時，選用定位預(yù)緊；在高速運轉(zhuǎn)時，選用定壓預(yù)緊。4 最小軸向載荷的選取 預(yù)緊載荷的大小，應(yīng)根據(jù)載荷情況和使用要求確定。一般地說，在高速輕載荷條件下，或是為了減小支承系統(tǒng)的振動和提高旋轉(zhuǎn)精度，則選用較輕的預(yù)緊載荷；在中速中載荷或低速重載荷條件下，以及為了增加支承系統(tǒng)的剛度，則選用中預(yù)緊載荷和重預(yù)緊載荷。但預(yù)緊載荷過大，軸承的剛度并不能得到顯著提高，反而使軸承中的摩擦增大，溫度升高，軸承壽命降低。一般應(yīng)通過計算并結(jié)合使用經(jīng)驗決定預(yù)緊載荷的大小。 定位預(yù)緊時，應(yīng)使?jié)L動體與滾道始終保持接觸。此時，最小的軸向預(yù)緊載荷可按表1-45所列公式確定。 在實際應(yīng)用中，要正確測定所施加的預(yù)緊載荷值是很困難的。可以采用測量軸承的起動摩擦力矩，測量軸承的軸向位移量，測量預(yù)緊彈簧的變形量，測量螺母緊固扭矩等方法預(yù)緊量。5 徑向預(yù)緊 徑向預(yù)緊的目的是為了增加載荷區(qū)內(nèi)的滾動體數(shù)，提高支承剛度。在高速圓柱滾子軸承中，徑向預(yù)緊可以減小在離心力作用下，滾動體與滾道打滑的現(xiàn)象。 圓錐形內(nèi)孔的軸承，用鎖緊螺母調(diào)整內(nèi)圈與緊定套的相對位置，減小軸承的徑向游隙，實現(xiàn)徑向預(yù)緊。6 成對安裝角接觸球軸承預(yù)緊 面對面，背對背配置的成對角接觸球軸承在軸承組裝時就考慮了在預(yù)緊載荷作用下產(chǎn)生的軸向變形量，在相配置的兩個軸承的內(nèi)圈或外圈的端面上，磨去一定的預(yù)緊變