轴承预紧力研究方法总结

高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究摘要：角接触球轴承在工程应用中广泛使用，其性能直接影响到机械设备的工作效率和寿命。

预紧力作为角接触球轴承中的重要参数，对于提高轴承的刚性和抗疲劳性能起到至关重要的作用。

本文通过对高速角接触球轴承预紧力的分析和研究，探讨了可控预紧方法，以进一步提高轴承的运行稳定性和可靠性。

1. 引言角接触球轴承作为一种重要的传动元件，广泛应用于高速机械设备的支撑系统。

在高速运转的过程中，轴承面临着高温、高速和高负荷等复杂工况，因此其性能的稳定性和可靠性显得尤为重要。

而预紧力的大小直接影响轴承的刚性和承载能力，因此对其进行准确的分析和控制具有重要意义。

2. 高速角接触球轴承预紧力分析2.1 薄壁模型的建立通过建立高速角接触球轴承的薄壁模型，可以得到轴承在高速工况下的接触应力和变形情况。

首先，根据轴承的几何参数和材料力学性质，建立轴承的有限元模型。

然后，利用有限元方法进行计算，得到轴承在不同预紧力下的接触应力和变形情况。

2.2 预紧力的影响根据薄壁模型的计算结果可以发现，预紧力对于轴承的刚性和承载能力有着直接的影响。

当预紧力增大时，轴承的接触应力增加，刚性增加，但是由于接触应力的增加，可能导致接触面的磨损加剧。

因此，预紧力的大小需要在合理范围内进行选择。

3. 高速角接触球轴承可控预紧方法3.1 液压调节法液压调节法是一种常见的可控预紧方法，通过调节流体的压力和流量来实现预紧力的控制。

该方法具有调节范围大、精度高的优点，适用于对轴承的精确控制。

3.2 磁力调节法磁力调节法利用磁场的作用，通过改变磁场的强度和方向来调节轴承的预紧力。

该方法具有调节范围大、响应速度快的特点，适用于对轴承预紧力的实时调整。

3.3 机械调节法机械调节法通过改变预紧垫片的厚度或调整螺母的位置来实现对预紧力的调节。

该方法简单易行，但调节范围相对较小，适用于对预紧力要求不高的场合。

交叉滚子轴承预紧方法交叉滚子轴承是一种广泛应用于机械传动系统中的重要部件，其主要功能是承受轴承运动时的载荷和转矩。

为了确保轴承的正常运转和使用寿命，必须对其进行适当的预紧。

本文将介绍交叉滚子轴承的预紧方法及其应用。

交叉滚子轴承的特点交叉滚子轴承是一种特殊的滚动轴承，其内部结构由两组相交的滚子组成，可以承受径向和轴向载荷。

相比于其他类型的轴承，交叉滚子轴承具有以下特点：1. 承载能力强：由于交叉滚子轴承内部结构的特殊性，其承载能力比其他类型的轴承更加强大。

2. 刚度高：交叉滚子轴承的刚度较高，能够有效地抵抗变形和位移。

3. 减小摩擦：交叉滚子轴承的滚动方式可以减小摩擦，提高轴承的运转效率。

4. 适用于高速运转：交叉滚子轴承的内部结构可以减小惯性力，使其适用于高速运转。

交叉滚子轴承的预紧方法交叉滚子轴承的预紧方法是指在安装和使用过程中，通过调整轴承内部的间隙和紧固螺栓的力矩来达到一定的预紧效果，以确保轴承在运转过程中的正常工作状态。

常用的交叉滚子轴承预紧方法有以下几种：1. 间隙调整法：该方法是通过调整轴承内部的间隙来达到预紧的效果。

具体操作方法为：在安装轴承时，先将轴承装配到轴上，然后在轴承的两端加上螺母和垫圈，逐步加紧螺母，直到轴承内部的间隙被消除为止。

2. 拉力调整法：该方法是通过调整轴承内部的拉力来达到预紧的效果。

具体操作方法为：在安装轴承时，先将轴承装配到轴上，然后通过拉力表等仪器测量轴承的拉力，逐步调整螺栓的力矩，直到轴承内部的拉力达到预定值为止。

3. 压力调整法：该方法是通过调整轴承内部的压力来达到预紧的效果。

具体操作方法为：在安装轴承时，先将轴承装配到轴上，然后逐步调整螺栓的力矩，直到轴承内部的压力达到预定值为止。

交叉滚子轴承预紧方法的应用交叉滚子轴承预紧方法的应用范围非常广泛，主要应用于机械传动系统中的各种轴承装置。

在实际应用中，需要根据不同的工作条件和轴承类型选择合适的预紧方法。

双列角接触球轴承预紧力分析‘辅摹）ｍ№．３双列角接触球轴承预紧力分析精辩轴承研究辑＜河南洛阳４７１０３９）蒋蔚盂庚伟擦浩【ＡＢｓ】哺蝴】ｈｏｒｄｅｒ协“ｍｋ㈣ｆｕｌｌｙｕ揩ｆｏｒｕｔｉｌｌｚｍｇｐｅｒｆｏｍｍｎｃｅｏｆｄｏｕｂｋｒｏｗａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔ谳ｂ“ｐ，ｔｈｅｐｒｅｌｃａｄⅢｂｅａｐｐｌ｛ｅｄ∞ｔｈｅｍ．Ｂｅｃａｕｓｅｍａｎｙｈｏｓｔｒａａｃｈｉｎ，＊ｈａｖｅｔｈｅ＆ｍ摧婚Ⅻ《‘晦蒯妇孰‰㈣ｆｏｒｔｈｅ黼西ｈｅａｌｍｇｓ，籼删ａｐｐＫｅｄｏｎｉｔⅫｂｅ∞＂ｒａｔｅＢｙｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇａｎｄ舵ｍ血㈣ｄｎｇ，小ｅｓｅｄｅ．ａｋ啦ｄｓｍａｙｂｅｒｅａｌｉｚｅｄ双捌角接触球轴承可承受双向轴向载荷，具毒较斑盼寤转耩发秘较大豹爨性。

褥鞋，垂手其结祷蘩凑，安装葡使，工艺性好丽寝航天、靛空疆域的某些特殊场合樽到应用。

为使双列角接触球轴承的使用性能得到充分保诞，对其施加一定的预紧力是必幂可步的。

这与懿对嫠用辩角接辕簿轴承喜类骰之娃，程由手双刘角接触球轴承的内圈是双淘的，在设计和制造上有自己的独特性。

同时，主机对此娄轴承多有嵩晁敏度和低摩擦力矩的要求，避就要求对其所搬耱瓣覆蒙鸯必缓准碴。

如果宴璐甄紧杰枣于设计豫紧力，剜轴承的莉性不能满避嚣求；如果实际磺紧力大于设计预紧力，则又破蛛了轴承的高灵敏度性能，故此，对轴承施加的实簖预紧力的准臻ｌｌ凸出量的测蹙与修研蚤的计算为使轴承达到～定的预紧力，酋先需对轴承静盎斑蠢连｛亏瓣量。

藏对使用辨角接齄璩辘承对每蠢轴承投测量一次凸娃｝量，孺双捌角接藏球轴承由于结构原因需进行两次凸出堂测量。

ＩＩ凸出量的测量《１）在规定预紧兜Ｐ、使用工艺球和工艺保持架的情况Ｆ，对轴承Ａ端进行凸出量测量（图２），得裂轴承Ａ壤辩凸出量毽鼓。

（２）在规定预紧力Ｐ、使朋工艺球和工嚣棘持架的情况下。

对轴承Ｂ端进行凸出量测量（阑３），得到轴承Ｂ端的凸出量值巩。

目２ｉ。

２拜垂乔端蟊镕霹｝重辩计算在已知轴承内、外圈宽度实际尺寸的条件下，外圈小端面的修研量用下式计算：ｓｔ＋ｓ４＝ａｔ＋８日＋Ｌｔ＋ＬＢ—ＬＬ１）式孛曼——点端井鼙小端辩器磋量ｓ。

轴承预紧的方法提一下在工厂里时的一个做法,当时有"预紧",但在工人装配时他们往往是凭感觉的,因为也没有提出预紧力是多大,他们是先装上,拧紧,年纪小的师傅还用塞规,年纪大的师傅在拧紧后比如是螺母,再将螺母倒退几下,就可以了;对于不是很精密的设备,老师傅的经验足够了;但如果是低温或主轴,还是要有精确定位尺寸保证的;不能依靠螺纹的“经验”预紧;我们的低温轴承箱对弹簧片的定位是经过很多试验最终确定的;不然工作不到1小时就不行了;轴承包括万能组合轴承出厂时就确定了预紧量大小,型号后缀中的UL、UM就表示了预紧等级;尤其万能组合轴承,当其内外圈平齐时就能达到要求的预紧,用户要做的就是配磨隔圈,确保隔圈端面平行度<;故万能组合轴承应用越来越广;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.三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;几乎所有的滚动轴承都需要预紧,只是采用的方式不同;有的采用过盈配合,有的带有紧定套,有的带有螺栓调整盖,有的是弹簧自动调整,如何调整主要是采用哪种调整方式;工况主要指载荷的大小,性质,温度及环境情况,所以预紧方式根据工况来定;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;& M" |; l/ k M, s7 Z" ~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;三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 h d2 j3 K0 \90 |% V I' V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;三维网技术论坛A4 g+ R \. l2 H3 S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;三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江_5 B6 g ;i z c% Y8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; x4 m. Y/ d ^6 R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;三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa N1 l4 L- r7 J7 B R& X;^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.三维网技术论坛A|: D$ Z1 G7 |7 O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.三维网技术论坛' e& E' {2 B1 Z5 |6 | p 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;三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa }& q7 o" t8 n% S三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 % k N9 L; E, |/ } X 预紧方法分为径向预紧法和轴向预紧法两大类,分述如下;三维网技术论坛+ h. I6 b9 e7 q; {;' : W. + \: T' q3 n1．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;三维网技术论坛9 Q$ | q/ G W9 ; Z, D2．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;" ~2 f7 F对于装配工人来说,他们一般也是不知道预紧力到底该多大三维网技术论坛W6 L" F1 X u4 J' {反正施加预紧力是为了增大径向刚度或轴向刚度的,三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa2 c- W7 m \7 u 用千分表打打径向跳动或用手推推轴,感受一下轴向刚度如果径向跳动大,或轴向刚度小,那就说明预紧力不够了,得继续加大预紧力;。

优化机床主轴的轴承预紧力实验研究摘要实验研究目的的可行性及影响由调整轴向轴承温度上升、振动水平的预载力和径向载荷在主轴轴承试验台决定。

试验台的轴由高速主轴的机械化在范围0 ~ 20000rpm。

通过使用液压压力，可以自动调整、控制轴向预加载荷和轴承的径向载荷。

对热电偶和保利便携式激光测振仪PDV100的温升和试验轴承的径向振动扩展的进行试验测定。

实验结果表明，轴承的温升随径向荷载的增加增加的，是非线性的，但温升与轴向预紧力和旋转速度的增加是一致的，几乎呈线性增加。

在本文中，备用的轴向预紧力用于轴承。

当旋转的速度超过轴的临界转速时，轴承轴向预紧力将有着显著的变化。

低的预紧力可降低轴承振动和轴承温度上升。

在其他的速度范围变化是，高的预紧力可以提高高速主轴的振动特性和轴承温度低于所定压预紧主轴。

1.导言为了实现超精密加工的速度和效率，必须在系列中一个单一的机床主轴中使用低速和光的高速两重切削、切割。

现代刀具主轴需要高速旋转性能以及广泛的采用旋转特性。

然而，由于主轴增加的速度，主轴振动和热增长成为要考虑的关键因素。

不考虑主轴系统中的偏差损失，由于受速度、预紧力和润滑剂的摩擦，轴承滚道和球主要产生的是热量。

主轴系统的所有温度都会提高，接近线性增加并转速和预紧力都增大。

滚动轴承表示一般的内部游隙。

预紧力调整可以改善摩擦、刚度和旋转精度的轴承的内部游隙。

相比其他不准确的读数，使用传统的热耦合器，直接的位移测量系统可以准确地监测和补偿热生长与机动的高速锭子之间的关系。

同时，一些研究者考察了预紧力对主轴系统性能的影响，发现预紧力可以提高主轴的刚度和固有频率。

内膜的轴向预紧力在轴承的应用对降低磨削机床主轴系统的振动水平有重要重要。

用有某些预紧力的价值，以确保测试主轴有较低的振动水平和较高的轴承的使用寿命。

当转速传递轴在临界转速时，将改变主轴系统的旋转性能。

本文主要研究了预紧力、径向振动和温度上升的轴承实验之间的关系。

・72・ 机械制造技术 机械 2012年增刊 总第39卷———————————————收稿日期：2011－05－27基金项目：合肥工业大学学生创新基金项目（219）作者简介：李博溪（1989－），男，天津市人，在读本科生，主要研究方向为车辆工程；陈奇（1979－），男，安徽肥东人，副教授，主圆锥滚子轴承预紧力控制方法李博溪，陈奇，朱衍飞，袁伟，高振宝，许灿（合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥230009）摘要：轴承预紧力是决定轴承承载能力和运行质量的重要参数。

首先给出三种常用预紧方法，然后分析预紧力测量的两种方法，最后讨论预紧力调整和控制方法，并提出两种预紧力大小自动调整装置。

本文的研究为圆锥滚子轴承的设计和安装提供理论支持和应用参考。

关键词：圆锥滚子轴承；预紧力；控制方法Controling method of conical roller bearing preloadLI Bo-xi ，CHEN Qi ，ZHU Yan-fei ，YUAN Wei ，GAO Zhen-bao ，XU Can( School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China ) Abstract ：The bearing preload is an important parameter to determine the load carrying capacity and operational quality of bearings. Firstly, three common methods of bearing preload is presented in this article. Secondly, two methods of measuring preload are analyzed. Finally, methods of adjusting and controling the bearing preload are discussed, and two automatic adjustment device of preload are brought forward. This study here provides theoretical support and application information for design and installation of conical roller bearings. Key words ：conical roller bearing ；preload ；controling method轴承的预紧，就是安装时采用某种方法在轴承中产生一定的轴向压紧力，以消除轴承中的轴向间隙（又称游隙），并在圆锥滚子内、外圈接触处产生一定的变形，预紧后的轴承受到工作载荷时，内外圈的径向和轴向变形都相对于没有预紧时要小得多，因此可保证传动精确、并可承受一定的载荷。

摘要机床等主轴部件的转速高，易发热，引起轴承温升的主要因素有：1，转速升高，使作用在轴承滚珠上的离心力和陀螺力矩增加，使摩擦力矩增加；2，温度升高使轴承膨胀，从而增加预紧力，使摩擦力矩增加。

若在成对使用的轴承中间采用双层套筒，两个套筒的材料和长度均不同，利用其热膨胀率的不同而产生的变形差，减小轴承所受预紧力，使摩擦力矩减小，温度便逐渐降下来。

本文以角接触球轴承为例，通过分析计算轴承在各种预紧载荷作用下不同转速的摩擦力矩、功率损耗，用有限元软件进行模拟热分析，得到各种预紧情况下温度与转速的关系曲线，及各转速下温度与预紧力的关系曲线。

根据轴承工作环境温度要求、套筒伸长量和预紧力的关系，分析温度降低所套筒变形量。

根据套筒的伸长量-温度曲线，设计套筒的最佳长度，使其伸长量满足上述变形量的要求。

由于主轴正常工作需限制最低预紧力，且预紧力的减小带来的温度降低量有限，所以本文所述结构只能在一定转速围有较好的效果。

尽管如此，它已能满足中高速机床的要求，且费用低使用方便，因此仍有实用价值。

关键词：虚拟设计；预紧力；有限元热分析ABSTRCTWith the increasing of the rotational speed of the machining tool spindle, it’s temperature rises very fast. Two main factors cause it. First, the increase of the centrifugal torque and gyro torque make the friction increase. Second is the expansion of the bearings make the preload grow, then the friction increases. In order to reduce the temperature, a structure may be used. Two quills machined by two kinds of material which rate of expansion are different, are installed between the inner(or external)raceways of twin bearings. Their lengths are distinct. The preload reduced by the expanded quill. So the friction decreases, and the temperature drops.On basis of the high speed angular contact ball bearing of the5-axis machining center, analysis the relation of the expanded length of quills, the reduced preload and the dropped temperature. The heat and temperaturechange has been calculated by finite element analysis method and thermodynamics simulation. The expect result is that perfect two quills are designed, i.e. their material kinds and initial length are proper to the needs of temperature dropping.KEY WORDS : virtual designing; preload; thermal analysis目录前言 (1)第一章概述 (2)1.1 技术背景 (2)1.2 课题概述 (2)第二章系统方案选择 (4)2.1 现有方案分析 (4)2.2 具体方案确定 (6)第三章主轴发热和温升计算 (11)3.1 三维有限元的基本理论 (11)3.2 有限元分析过程 (13)3.3主轴发热和温升计算 (14)3.4计算结果分析 (31)第四章预紧力自调节结构具体设计 (40)4.1滚动轴承预紧原理 (40)4.2 预紧载荷的确定 (42)4.3 套筒尺寸设计 (49)4.4 结果分析 (72)4.5 压电瓷结构预紧力自调节系统 (73)第五章结论 (75)致 (77)参考文献 (78)前言高速化是近年来发展的重要趋势，成对有预紧力的角接触球轴承由于可以提高支撑的刚性，减小振动，因而在高速切削机床中有广泛应用。

滚动轴承安装预紧力的控制方法摘要轴承的预紧力可以消除轴向间隙，减小反向误差，提高轴系回转精度。

轴向预紧可通过调整衬套或垫片的尺寸，也可以用螺旋弹簧、定力矩扳手等方法完成。

在预紧过程中可采用经验检测法、测旋转力矩法、传感器检测法等方法来控制轴承的预紧力。

关键词预紧力；摩擦力矩；游隙尺寸；定力矩扳手在滚动轴承安装以后，使滚动体与套圈滚道处于适当的预压紧状态，称为滚动轴承的预紧。

轴承预紧的目的是为了提高运转中的转动精度和支承刚度，减小振动和噪声，并且减轻由于惯性转矩等因素所引起的轴承滚动体相对于轴承内、外套滚道的相对滑动。

角接触轴承及对旋转精度和刚度有较高要求的轴系通常都采用预紧方法。

预紧力是利用装配过程中施加的外力给予轴承适当的预紧负荷。

预紧力过小会使轴承工作时存在间隙，导致支承刚度和旋转精度降低，引起振动和噪声。

预紧力过大会增加滚动体与内、外套圈滚道的摩擦，运转时温度升高过快，降低传动效率，减少轴承寿命。

只有施加合适的预紧力才可以消除轴向间隙，减小反向误差，提高轴系回转精度，降低振动及噪声。

给予轴承适当的预紧力，即使轴承经过一定时间的运转后，轴承的相对位置略有变化，预先施加负荷仍然能使轴承内、外圈位置保持稳定，因此安装时预紧力的控制十分重要的。

常用的轴向预紧方法可通过调整衬套或垫片的尺寸，获得合适预紧量；也可通过对启动摩擦力矩的控制来获得合适的预紧力；还可使用预先调节固定预紧量的成对双联轴承来。

经过施加轴向预载荷的轴承，在使用时其相对位置就会保持不变。

轴承也可以用螺旋弹簧、定力矩扳手等施加合适预紧力。

装配中预紧力的确定方法：1）经验检测法经验检测法是凭借技术工人的在实践中对力矩的感觉能力来判断轴承的预紧情况。

在轴系装配过程中，对轴承施加预紧力，用手动的方法旋转主轴，或者将轴系放入低速传动测试系统中。

通过双手所受的阻力矩大小来感知主轴转动的灵活性，双手所受到的阻力矩就是轴上轴承的预紧力矩，这种方法虽然比较粗糙，但使用简单，现已被大量有经验的装配工人采用，可作为产品装配精度的初级检测办法使用。

1、轴承的定位预紧所谓预紧，就是让轴承的滚动体和轴承的内外圈保持紧密接触，这常常是需要施加一个外力来实现。

以深沟球轴承为例来说明。

图上a所示，如果没有预紧，轴承顶部和轴之间有游隙，当轴受到向下的力时，轴承底部的球受压产生弹性变形，导致轴的理论轴线向下移动较大的距离。

而如果有预紧，也就是如图b所示，因为滚动体事先受到压力（轴向施加的压力），已经产生一定的弹性变形，再施加和图a相同的径向压力时，底部的球也会产生弹性变形，但是变形的量，没有图a所示的那么大。

也就是说有预紧时，轴的理论轴线向下移动的距离减小。

这就是有预紧和没有预紧的区别：有预紧提高了刚性，当然同时也提高了传动精度。

而预紧的核心就在于，通过外部提前施加一个力，使得滚动体和轴承内外圈紧密接触，产生一定弹性变形。

上图的轴承结构来看，从力的传递来说，可以不用内定位套。

例如，当力从轴的右边传递过来时，首先经过右边轴承的内圈，然后传递到其外圈，再从外圈传递到外定位套，再从这个外定位套，传递到左边轴承的外圈，最后从左轴承外圈传递到基座上。

同样的道理，假如有外力作用在轴的左边，力的路径也会像示意图中虚线所示的那样，最终传递到端盖上。

所以，看起来不需要内定位套。

但是如果没有内定位套，轴承的定位预压就没有办法得到控制，造成预压力的过大或过小。

可以想象一下，比较恰当的情况是，内定位套尺寸和外定位套尺寸相同，预紧力F1，通过内定位套产生一定的形变来施加。

如果内定位套的尺寸变长，比较糟糕的情况是，螺母上的力无法施加到球体上，全部被内定位套吸收，不能产生预紧力。

如果内定位套的尺寸变短，比较糟糕的情况是，螺母上的力根本不会传递到内定位套上，全部被外定位套吸收，这个时候就相当于没有内定位套。

2、轴承的定位预紧量控制对于内隔套与外隔套的长度控制，不同厂家所运用的原理有所不同，比如NTN，他们的内外隔圈，做成一样长，但是内外隔圈壁厚，可以不同，或者材料可以不同。

如果内隔圈壁厚小一些，那么可以靠内隔圈的弹性变形，来实现预紧。

关于机床滚动轴承和滚珠丝杠的预紧方法分析作者：周云龙王义来源：《硅谷》2013年第04期摘要机床中的滚动轴承和滚珠丝杠作为机床传送加工系统中重要的组件，对其间隙的大小和直接关系着其承载刚度和旋转精度，从而对机床系统的加工精度产生影响，因此对滚动轴承和滚珠丝杠进行有效的预紧，是消除间隙的有效方法。

本文对机床滚动轴承和滚珠丝杠的预紧分别进行分析，提出科学有效的预紧方法。

关键词滚动轴承；滚珠丝杠；预紧中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-111-1对于滚动轴承和滚珠丝杠来说，机床在进行加工制造的过程中产生的升温会导致轴承间隙的游动和丝杠的伸长，从而直接对加工的精度造成影响。

针对此种问题，必须对其间隙进行消除以提高滚动轴承和滚珠丝杠的旋转精度和负载刚度。

在对二者的设计和制造安装的过程中，可采用预紧力技术对滚动轴承和滚珠丝杠的间隙进行消除，使其能够保持良好稳定的运行。

预紧力是指连接件在受到载荷的拉力作用之前，为了使连接件间的连接紧密度增强而预加的力，以预防随着所受载荷的加重使连接件间产生间隙或者滑动，达到消除间隙的目的。

本文从对滚动轴承和滚珠丝杠进行预紧的意义出发，分析对机床滚动轴承和滚珠丝杠进行预紧的方法。

1 滚动轴承的预紧方法分析1.1 滚动轴承的预紧对于滚动轴承的预紧是在装配完成的轴承上，轴承的内、外圈在外力的作用下沿着轴线方向而产生相对移动。

对轴承的预紧不仅可以是轴承内的间隙得以消除，同时还可以提高轴承的滚动体与内、外圈接触的可靠度和紧密度。

并且在预紧力的作用影响下，在接触处发生一定的弹性变形，增大接触面，从而使滚动体的负载力提高。

进行预紧的滚动轴承，其整体的负载支承刚度提高，磨损有所补充，间隙减小或消除，从而提高旋转精度。

对滚动轴承的预紧方法有多种，常用的滚动轴承预紧方法有轴向预紧方法和径向预紧方法。

1.1.1 轴向预紧方法对于球轴承多采用轴向预紧方法。

轴承的轴向预紧力轴永,“\,,一水利电力施工机槭1993~第2期轳向裁紧.轴承的轴向预紧力(美)IHuseyi13.Filiz&amp;R—Ff『z.轴承预紧可以减少轴承的偏移和增加疲劳寿命,此外预紧还可提高轴承的刚度和增加轴承的摩擦力,因此确定适当的预紧力是提高轴承寿命的关键.用传统方法确定轴承部位的轴向载荷和预紧轴承装置的稳定性是冗长的而且很费时.新的使用近似值的方法只需从现有的轴承样本中查取最少的数据即可.此方法还适用于计算机辅助分析和选择预紧力是在轴承装置固定的同时对其施加的一种内力.轴向预紧力是轴承的内座圈和外座圈相互轴向紧压产生的.此力可减少轴承的偏移,而偏移在低负荷时上升很快并随负荷的增加趋于稳定.轴承预紧的目的是为了使轴承的性能移至曲线的较平坦部分, 从而获得较高的刚度和避免内,外座瞬与滚动件分离.滚柱轴承比滚珠轴承更具有轴向偏移性,但预紧力仍可提高其刚度.通常预紧轴承的装配有串联,背靠背或面对面等组合,见图1.轴承装配位置可相距较远,每个装配位置的轴承数量也可不等的,这取决于要求的刚度以及预紧轴承装置的载荷承受能力.在最一般的布置时,相同的串联轴承组是背靠背地反向安装在轴上的,并施加预紧力.在没有外加载荷的情况下,每个轴承位置承受相同的载荷(预紧力),即F,=F=.当施加外加轴向载荷时,一个轴承位置将受到更大的载荷,而另一轴承位置则将减除部分载荷.由于这个载荷是变换的,因此在每一个轴承位置上的实际载荷是未知f站.图1角接触球轴承的排列(a)背靠背(b)面对面(c)串联的.轴承载荷公式可通过对每个轴承位置的偏移曲线的分析导出.偏移曲线相交在两个轴承位置的预紧力相同的一点上.如果施加一个外力,则F.增加而F:减少.这些载荷间的关系可写成为F.=F一F:.在施加外加载荷的同时,轴承装置将偏移6.偏移量之间的关系为6=6一以=如:一6:.假设轴承的制造完美并且接触角保持不变,那么载荷引起的偏移量为6=CF”.偏移系数C 是随轴承的类型而变,并可按附表列出的公式计算,见表1.同理可得:C(鲁)‟c(金).41‟c(参).c(参)‟一一图2预紧球轴承偏移特性眭丑线表1偏移系数轴承毙型推力璋轴承角接触球轴承C0.0024暑iⅡ5()Z.3D3:一3D一:3锥.—磊器将这些等式代入偏移量关系式,并令r=,得到:Ft=FFz=Fp+ra-r:(鲁).]一r‟(鲁).r合并这些公式则得:每=F1—1~r-”-r-=(F1)r…(F2).r一当和为巳知值时,轴承位置1和2上的力,和Fz即可求得.因此每个部位的轴承轴向力为F/和F/.通常一对轴承预紧力是这样安排的,即在某一部位(在此例中为部位2)的藏荷小于最小的摩擦力矩.因此,若F:/是很小的话,那么外加最大载荷与预紧力的关系可写为:F一…一这个预紧力按最佳状况考虑得出,即轴承系统工作时无间隙存在.如果&lt;,轴向力将由某一部位承受,那么轴零预紧也就没有什么作用.此分析可应用于支承位置数目变化的串联组合或面对面布置.要求解F./可能是很麻烦的,但可通过F/可求出/,即得:每(每)对于角接触球轴承和锥形滚柱轴承,l=1oF./=0,曲线斜率为1/(1+t.-i),并可随/一起增加.az的表迭式为一r._11礓+r一?一其中是系数,与2个F/对/F,关系式一致.的近似值在使用最佳预紧条件下(F.=F和F.=O)得出,合并公式为:●一1+rI-1一(+,:i—严一一(;i=对特殊装配的更为精确的值列于表2.选用轴承时必须考虑轴向刚度,因为它影响被使用设备的总体刚度.轴承类型,数量和滚动体尺寸大小是影响轴承刚度的主要因素.预紧轴承装置的刚度可按下式求得表2较精确的系数值龚l轴承教重每只轴承承受载荷l系数位,1位豪嚣蓑瓣曩-tIl,,,:!l0_ml010—322FI/2IFj/2I..1B5l._.63g633IFI/3F2/310.15510Ⅲ39.…n一6_二置换6和岛得轴向刚度为:K:)F,一而偏移量6=F./K例如,角接触球轴承的预紧力为2222N,初始接触角为4O.,15个钢球的直径均为12.7I‟I1M计算得出的每个部位的轴向载荷和轴承装置的偏移值列于表3中.与用早期的更为冗长的方法得出的值相比,其结果相表3轴向载荷分析比较近世法jT日方强】偏差14662g9415282.512目715l】2.540.0110.43 29T738839065.181********.0801O1I.98 413057￡64487.50I47554447.62—0118I56 56444T58口29.82457338010.16—03363.30 —204414932.4123565151I2.54—0.122480 4177875494050658885.08—0.140256310428.4646B54467.62—0.1562O4当一致.而偏差则来自取F./F.对Ft/F.关系和对口=的近似值的假设.对第一种类型,其偏移的最大偏差为O.336~tm,而第二种类型最大偏差是4.8%,这点误差在大多数工程应用上是允许的.浙江省建筑机械厂施建中译自(美)MACHINEDESIGN1991(8)l78~82奉刊资料组校六盘山引水工程可行性论证评审会召开1993年2月22~25日在宁夏固原县召开了六盘山引水工程可行性论证评审会.来自北京,上海,杭州的1证专家汇同宁夏有关专家和有关人员共6O多人认真听取了{[报,考察了现场.与会代表对目前固原地区由于缺水而长期贫围深有感触,认为必须尽快兴建六盘山引水工程以使周原地区尽早脱贫.方盘山弓f水工程采用高水位引灌自流,引水隧洞洞线采取截弯取直,并引进国外双护盾掘进机及其系统进行施工,能节约大量资金和缩短工期,在工程施工技术上是一敬飞跃工程取水系统采取长滕结瓜方{去也是行之有效的.●(薛)t4墨t。

差速器轴承预紧力调整方法
用大的螺旋测微器的方法
1. 手动扭紧调整螺母紧靠到差速器轴承上.
2. 用一个大的螺旋测微器测量轴承盖上两个对应面的距离 X 和 Y,记下测量结果.
转动调整螺母时,应始终使用至少有两个或多个孔与调整螺母配合上的工具.可以用丁字板手.如果工具与槽不正确匹配,会损伤调整螺母的凸起.
3. 用丁字扳手扭紧调整螺母.
4. 再次测量 X 和 Y . 比较在第2步中测量的结果.两个距离的差就是轴承盖被扩张的量.
例如:
扭紧螺母前距离 X 和 Y = 15.315-inches (389 mm)
扭紧螺母后距离 X 和 Y = 15.324-inches (389.230 mm)
15.324-inches – 15.315-inches = 0.009-inch 差值
389.230 mm – 389.000 mm = 0.230 mm 差值
5. 如果这个差值接近或在规定值之内,继续检查被齿的背面跳动. 如果这个差值在规定值以外,重复以上操作.
轴承盖的扩张量在0.002-0.009-inch (0.05-0.23 mm)之间.。