滚动轴承的预紧
- 格式:doc
- 大小:505.50 KB
- 文档页数:7
轴承装配作业标准目的(一)为提高轴承在装配中的品质, 使轴承在机床使用中运动灵活可靠, 顾制定本标准。
在轴承装配中因为轴承本身精度的高低, 并不能直接说明它在机械上旋转精度的高低。
当精密机械的旋转精度要求很高时, 除应选用高精度的轴承外, 轴承的装配精度将起到决定性的作用。
(二)滚动轴承的装配要求1、轴承的固定装置必须完好可靠, 紧定层度适中, 防松止退装置可靠。
2、油封等密封装置必须严密, 对采用油脂润滑的轴承, 装配后一般加入1/2空腔容积的符合规定的润滑脂。
3、在轴承装配过程中, 应严格保持清洁, 防止杂物进入轴承内,4、装配后, 轴承应运转灵活, 无噪音, 工作温升一般不超过50º5、轴承内圈端面一般应靠紧轴肩, 其最大间隙对圆锥滚子轴承和向心推力轴承应不大于0.05mm其他轴承应不大于0.1mm6、当采用冷冻或加热装配时冷却温度不低于-80℃;加热温度不超过100℃.7、装配可拆卸的(内外圈可分离的轴承)轴承时, 必须按内外圈对位标记安装, 不得装反或与其它轴承内外圈混装。
8、可调头安装的轴承, 在装配时应将有编号的一端向外, 以便识别。
9、轴承外圈装配后其定位端的轴承盖与外圈火丁维权的接触应均匀。
在轴的两端装配径向间隙不可调的向心轴承, 并且轴向定位是两端端盖限定时, 只能一端轴承靠近端盖, 另一端必须留有轴向间隙C, C值的确定可按公式计算/(式中C轴承外圈端面与端盖的轴向间隙mm;I为两轴承中心距mm;a为轴的材料线性膨胀系数℃;/为最高温度与环境温度之差;0.15为轴热涨后应乘余的间隙mm)具体数值参见下(表)表1- 1表1-3二、滚动轴承的配合和游隙1 .轴承的配合滚动轴承是专一厂家大量生产的标准部件, 其内圈与轴的配合, 取基孔制, 外圈与轴承孔的配合, 取基轴制。
轴承装入轴颈、壳孔时的过盈量将使轴承的径向间隙减小, 其减小量可按下列式计算:当内圈压入轴上时△=(0.55—0.6)H当外圈压入孔中时△= (0.65—0.7)H(上式中△为安装后的径向间隙减小量;H为轴承安装时的过盈量)。
附件江苏开放大学形成性考核作业学号姓名课程代码110048课程名称机电设备故障诊断与维修评阅教师第 2 次任务共 3 次任务江苏开放大学一、选择题(每题2分,共20分)1、数控机床的绝多数故障属于( B )故障,出现故障时对机床和操作人不会造成任何伤害。
A、破坏性B、非破坏性C、无报警显示D、有报警显示2、数控系统硬件发生故障后,用万用表、测试仪对元件进行在线测量、离线测量,或借用“完好板”比较测量,属于( D )检查法。
A、故障现象分析法B、信号追踪法C、系统分析法D、静态测量法3、数控系统是否具有( C ),已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标。
A、程序测试功能B、故障报警功能C、自诊断功能4、下列哪个不是常用的测温电阻丝材料。
( A )A、铁B、铂C、铜D、镍5、优级扣合法也称(A )。
A、加强扣合法B、热扣合法C、强固扣合法D、强密扣合法6、修理后会导致配合件的尺寸与原来有所不同的机械修复技术是( B )。
A、金属扣合法B、修理尺寸法C、镶加零件法D、局部修换法7、表面机械强化技术中应用最为广泛的是( A )。
A、喷丸强化B、滚压强化C、内挤压8、(A )质量好坏以及能否正确使用,直接影响镀层性能。
A、电刷镀溶液B、受镀基体表面C、镀笔D、电刷镀电源9、容易产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷的机械修复技术是( D )。
A、表面强化B、电镀C、胶粘D、焊接10、修复技术选择的首要原则是( B )。
A、经济性好B、技术合理C、生产可行D、操作简单二、填空题(每空1分,共30分)1、工况监测的任务是判别动态系统是否偏离正常功能,并监视其发展趋势,预防突发性故障的发生。
2、按提取信息方式的分类,故障诊断分为:直接诊断、间接诊断。
3、设备诊断技术尽管很多,但基本上离不开信息采集分析处理、状况识别、诊断三个环节。
4、装配工艺过程一般由装配准备、装配工作、校正油封、包装等五个部分组成。
5、_机械修复____技术是一种利用机械加工的方法将零件的磨损部位再次加工,或利用机械连接如螺纹、键、铆、过盈联接等使磨损、断裂的零件得以修复的方法。
轴承预紧力对轴承性能及寿命的影响分析作者:马更生丁开瑞张旭平来源:《山东工业技术》2016年第14期摘要:本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨,对角接触轴承的安装起到了指导作用。
关键词:轴承;预紧力;估算;调整;性能;寿命DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.1820 引言转动机械在现代工业中的应用非常广泛,作为转动机械的核心部件轴承的安装工艺直接关系到转动机械的安全运行。
本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨,对角接触轴承的安装起到了指导作用。
1 概述滚动轴承根据不同的应用场合,装配时需要预留合适的工作游隙。
在大部分的情况下,工作游隙应为正值,但是如果需要提高轴系的旋转精度或刚性时,则经常采用负的工作游隙。
预紧就是在轴承装配时通过外部给予一定的预加负荷,消除轴承滚动体与内外环的间隙,使轴承出现弹性变形产生负的工作游隙。
预紧是减少轴因受力产生挠曲,促使轴承中的负荷分布更均匀,改善工作状态下受力状况的一种措施。
通过预紧还可对滚动体与内外环的磨损给予一定的补偿,降低设备在运行中产生的噪声,延长轴承的使用寿命。
2 需要进行预紧的场合一般来说,对于轴承定位精度要求高、旋转精度要求高、需要提高轴系刚性的高速精密运转的场合,以及高速轻载、温度变化较大、做往复运动的轴承配置或需要降噪减振的场合,均需要进行预紧,以便为轴承提供最小负荷。
例如精密机床的主轴轴承、减速机的轴承、汽车传动轴的小齿轮轴承、小型电机、低温设备、风机的轴承等,通常均需要在装配时进行预紧。
3 最小负荷的确定最小负荷的大小受到轴承的基本额定静负荷、最小轴向负荷系数Ka、转速n、轴承平均直径等的影响。
我们可以根据轴承手册提供的经验公式进行计算,例如单列角接触轴承的最小轴向负荷可通过公式进行计算。
如果轴承支撑的重量加外力达不到最小负荷,则必须通过调整轴承的预紧力施加额外的负荷。
一、是非题1.主轴组件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
〔√〕2.主轴部件的精度是指长期地保持其原始制造精度的能力。
〔√〕3.双列短圆柱滚子轴承只能承受径向载荷。
〔√〕4.双列圆柱滚子轴承不但可以承受径向载荷,而且可以承受轴向载荷。
〔×〕5.双列圆锥滚子轴承只能承受径向载荷。
〔×〕6.双列圆锥滚子轴承双列圆柱滚子轴承不但可以承受径向载荷,而且可以承受轴向载荷。
〔√〕7.对于空心主轴,内孔直径d的大小与其用途有关。
〔√〕8.对于空心主轴,内孔直径d越大越好。
〔×〕9.滚珠导轨为点接触,承载能力差,刚度低,多用于小载荷。
〔√〕10.滚柱导轨为线接触,承载能力较高,刚性好,用于较大载荷。
〔√〕11.支承件设计时,当开孔面积小于所在壁面积的20%时,对刚度影响较小。
当开孔面积超过所在壁面积的20%时,抗扭刚度会降低许多。
〔√〕12.支承件设计时,开口截面的刚度远远大于封闭截面的刚度,特别是抗扭刚度〔×〕13.主轴一般为实心阶梯轴,前端径向尺寸大,中心径向尺寸逐渐减小,尾部径向尺寸最小。
〔×〕14.无论是正方形、圆形还是矩形,空心截面的刚度都比实心的小。
〔×〕15.圆〔环〕形截面的抗扭刚度比正方形好,而抗弯刚度比正方形低。
〔√〕二、单项选择题1.高速轴承发热大,为控制其温升,希望润滑油同时兼起冷却作用,一般采用的润滑方式为〔D〕。
A、油浴润滑 B、滴油润滑 C、油脂润滑 D、油气润滑2.设计机床支承件时,不可采用的材料是〔B〕。
A.铸铁B.微晶玻璃C.天然花岗岩D.树脂混凝土3.以下机床支撑件的截面形状中,哪种形状截面抗扭刚度大些〔B〕。
A.方形实心B.圆形空心C.圆形实心D.方形空心4.以下机床支撑件的截面形状中,哪种形状截面抗弯刚度大些〔D〕。
A.方形实心B.圆形空心C.圆形实心D.方形空心5.以下导轨中必须与主轴联合使用的导轨是〔A〕。
轴承预紧力对轴承性能及寿命的影响分析本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨,对角接触轴承的安装起到了指导作用。
标签:轴承;预紧力;估算;调整;性能;寿命0 引言转动机械在现代工业中的应用非常广泛,作为转动机械的核心部件轴承的安装工艺直接关系到转动机械的安全运行。
本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨,对角接触轴承的安装起到了指导作用。
1 概述滚动轴承根据不同的应用场合,装配时需要预留合适的工作游隙。
在大部分的情况下,工作游隙应为正值,但是如果需要提高轴系的旋转精度或刚性时,则经常采用负的工作游隙。
预紧就是在轴承装配时通过外部给予一定的预加负荷,消除轴承滚动体与内外环的间隙,使轴承出现弹性变形产生负的工作游隙。
预紧是减少轴因受力产生挠曲,促使轴承中的负荷分布更均匀,改善工作状态下受力状况的一种措施。
通过预紧还可对滚动体与内外环的磨损给予一定的补偿,降低设备在运行中产生的噪声,延长轴承的使用寿命。
2 需要进行预紧的场合一般来说,对于轴承定位精度要求高、旋转精度要求高、需要提高轴系刚性的高速精密运转的场合,以及高速轻载、温度变化较大、做往复运动的轴承配置或需要降噪减振的场合,均需要进行预紧,以便为轴承提供最小负荷。
例如精密机床的主轴轴承、减速机的轴承、汽车传动轴的小齿轮轴承、小型电机、低温设备、风机的轴承等,通常均需要在装配时进行预紧。
3 最小负荷的确定最小负荷的大小受到轴承的基本额定静负荷、最小轴向负荷系数Ka、转速n、轴承平均直径等的影响。
我们可以根据轴承手册提供的经验公式进行计算,例如单列角接触轴承的最小轴向负荷可通过公式进行计算。
如果轴承支撑的重量加外力达不到最小负荷,则必须通过调整轴承的预紧力施加额外的负荷。
4 预加负荷的确定对于能同时承受径向和轴向负荷的角接触球轴承,在径向负荷的作用下,轴承内会产生一个轴向力,而这个轴向力通常需要由另一个位置相反的轴承来承受。
・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。
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。
机械装配知识问答工程1、什么是装配?答:在设备生产和检修过程中,按照一定的精度标准和技术要求,将假设干个零部件连接或固定起来,使之组合成机器的过程,称为装配,答:具体做法是:把轴承压盖处原有的垫片全部取出,然后慢慢地拧紧轴承压盖上的紧固螺栓,同时用手慢慢转动轴,当感到转动发紧时,说明轴承内已无间隙,应停止拧紧螺栓,并用塞尺测量轴承压盖与轴承座孔之间的间隙。
装配时,所加垫片厚度应是此间隙值与轴承所需要的轴向间隙之和。
垫片厚度确定后,将垫片放好并拧紧压盖紧固螺栓,即可得到要求的轴向间隙. 12、为什么要进行联轴器找正?答:联轴器找正的目的就是使机器的主动轴和从动轴两轴中心线在同一直线上。
防止回转设备由于找正不良造成运转时振动超标,响声异常,甚至造成设备损坏。
13、选择滚动轴承的配合应考虑哪些因素?答:选择、确定轴承配合时,应考虑负荷的大小、方向和性质以及转速的大小、旋转精度和拆装方便等一系列因素。
(1)当负荷方向不变时,转动套圈应比固定套圈配合紧一些。
通常内圈随轴一起转动而外圈固定不动,所以内圈与轴常取过盈配合,如n6、m6和k6等。
而外圈与孔常取较松配合,如K7、J7、H7和G7,等。
此时C、D级轴承用5、6级精度的配合,E、G级轴承用6、7级精度的配合。
(2)负荷愈大,转速愈高,并有振动和冲击时,配合应愈紧。
(3)当轴承旋转精度要求高时,应用较紧的配合,以借助于过盈量来减小轴承的原始间隙。
(4)当轴承作游动支承时,外围与轴承座孔应取较松的配合。
(5)轴承与空心轴的配合应较紧,以防止轴的收缩而导致配合松动。
(6)对于需要经常拆卸或因使用寿命短而须经常更换的轴承,可以取较松的配合,以便于拆装和更换。
14、安装轴瓦时的预紧力是指什么?其值的大小对轴承的使用有何关系?如何测量、计算轴瓦的压紧力?答:用轴承盖压紧轴瓦,使轴瓦产生一定的变形,其压紧程度称压紧力。
压紧力的大小通常用轴瓦的变形量来衡量。
轴瓦的压紧力(弹性变形量)一般在0.02-0.04mm之间。
深沟球轴承最小预紧力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述深沟球轴承是一种常见的轴承类型,广泛应用于各种机械设备中。
它的设计结构简单,具有承载能力大、摩擦损失小等特点,因此被广泛应用于汽车、机械设备、电动工具等领域。
深沟球轴承的预紧力是指在安装过程中施加在轴承上的载荷,它对轴承的运行性能和寿命有着重要的影响。
通过适当调整预紧力,可以保证轴承在运转过程中达到最佳的性能表现,提高其工作效率和使用寿命。
然而,确定深沟球轴承的最小预紧力是一个复杂的问题,受到多种因素的影响。
首先,轴承的材料和制造工艺会影响轴承的精度和刚度,从而对最小预紧力产生影响。
其次,工作条件和环境也会对最小预紧力产生影响,如温度、振动等。
此外,装配误差和使用条件的不确定性也会影响最小预紧力的确定。
本文将对深沟球轴承最小预紧力的相关问题进行详细探讨,包括深沟球轴承的定义和特点、预紧力的作用和意义,以及影响最小预紧力的因素等。
通过对这些问题的研究和分析,旨在为相关领域的研究人员和工程师提供一定的指导和参考,并探讨可能的优化方法和未来研究方向。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,首先概述了本文的主题,即深沟球轴承最小预紧力。
其次,介绍了文章的结构,即引言、正文和结论三个部分。
最后,说明了本文的目的,即探讨深沟球轴承最小预紧力的重要性和可能的优化方法,并展望未来的研究方向。
在正文部分,首先定义了深沟球轴承并介绍了其特点。
接着,阐述了预紧力在深沟球轴承中的作用和意义,包括提高轴承的刚度和运行精度,减小轴承的摩擦和磨损等方面的影响。
然后,分析了影响深沟球轴承最小预紧力的因素,涵盖了轴承本身的尺寸和几何形状、安装过程中的装配误差、工作条件的变化等方面的因素。
在结论部分,首先总结了深沟球轴承最小预紧力的重要性,强调了其对轴承性能和寿命的影响。
然后,探讨了可能的优化方法,包括优化轴承的设计和制造工艺、改进装配过程等方面的方法。
机械设计考研真题及答案解析(考研资料)(中国科学院大学、扬州大学)中国科学院大学2022年机械设计考研真题及答案解析一、填空题1.凸台沉孔的作用______。
答案:改善应力集中解析:沉孔平面可以让螺栓跟箱体更好的紧密接触,增加合紧力度。
2.齿轮传动摩擦最严重的位置在______。
答案:节线齿根处解析:齿轮的轮齿,在齿根处滑动率最大,在开式齿轮传动、润滑不良的情况下,齿根磨损最严重。
二、选择题1.渐开线蜗杆的主要优点是()。
A.效率高B.传动比大C.传动平稳,噪声小D.能传递大功率、大载荷答案:C解析:一对渐开线齿廓在任何位置啮合时,过接触点的公法线都是同一条啮合线N1N2。
也就是说一对渐开线齿廓从开始啮合到脱离接触,所有的啮合点均在该直线上。
齿轮传动过程中,两啮合齿廓间的正压力始终沿啮合线方向,故其传力方向不变,这对于齿轮传力的平稳性是非常有利的。
2.轴上安装有过盈连接时,应力集中在轴上()。
A.轮毂中间部位B.沿轮毂两端部位C.距轮毂端部1/3轮毂长度处答案:B解析:当轴与轮毂为过盈配合时,配合边缘处会产生较大的应力集中。
3.对高速齿轮齿面经硬化处理的齿轮进行适量的修缘,可以()。
A.减少动载荷B.提高齿轮的弯曲强度C.使轮齿易于距合D.减少载荷分布不均匀答案:A解析:为了减小动载荷,可将轮齿进行齿顶修缘,即把齿顶的一小部分齿廓曲线(分度圆压力角α=20°的渐开线)修整成α>20°的渐开线。
中国科学院大学2021年机械设计考研真题及答案解析1.常见的螺纹类型有______、______、______、______、______。
答案:三角形、梯形、矩形、锯齿形和圆弧螺纹解析:普通螺纹:牙形为三角形,用于连接或紧固零件。
普通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种,细牙螺纹的连接强度较高。
传动螺纹:牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。
密封螺纹:用于密封连接,主要是管用螺纹、锥螺纹与锥管螺纹。
滚动轴承的预紧:
1 轴向预紧
2 定位预紧
3 定压预紧
4 最小轴向载荷的选取
5 径向预紧
6 成对安装角接触球轴承预紧
滚动轴承的预紧是指采用适当的方法使轴承滚动体和内,外套圈之间产生一定的预变形,以保持轴承内,外圈均处于压紧状态,使轴承带负游隙运行。
预紧的目的是:增加轴承的刚度;使旋转轴在轴向和径向正确定位,提高轴的旋转精度;降低轴的振动和噪声;减小由于惯性力矩所引起的滚动体相对于内,外圈滚道的滑动;补偿因磨损造成的轴承内部游隙变化;处长延长轴承寿命。
按预载荷的方向可分为轴向预紧和径向预紧,在实际应用中,球轴承多采用轴向预紧,圆柱滚子轴承为径向预紧。
1 轴向预紧
在大多数应用场合,向心轴承通过轴向预紧主要目的是提高轴承的径向刚度和角刚度。
轴向预紧还能改变刚度的变化规律。
对于角接触球轴承,径向载荷为零时,其轴向载荷Fa和轴向变形δn之间的关系可按下列近似的经验公式计算
式中
Ka —轴承的弹性变形系数。
由于角接触球轴承的实际接触角α随轴向载荷的大小而变化,因此Ka不是常数;
Dw —滚动体直径(mm);
Z —滚动体数。
根据上式可以做出每个轴承的载荷-变形曲线,如图1-14所示。
可以看出,当单个轴承没有预紧时,在轴向载荷作用下,轴承的轴向变形为δa1,如果轴承在有预紧载荷Fao时,则在同样的外加轴向载荷Fa作用下,轴承的轴向变形为δaII,显然δaII <δa1。
因此,单列角接触球轴承可以用预紧的方法提高轴承的轴向刚度。
对于圆锥滚子轴承,径向载荷为零时,其轴向载荷Fa和轴向变形δa之间的关系式为
式中L W E—圆锥滚子有效长度。
两个相同型号的角接触球轴承或圆锥滚子轴承成对安装时,按照施加预载荷的方法,可分为定位预紧和定压预紧。
2 定位预紧
定位预紧是指轴承的轴向位置在使用过程中保持不变的一种轴向预紧方式,如图1-15所示,可以通过调整两轴承之间的隔套的宽度以获得一定的预紧量。
当两个相同型号的角接触球轴承成对安装时,其轴向载荷与变形的曲线如图1-16所示,图中两个轴承的载荷-变形曲线的交点,表示在预紧载荷Fao作用下,两个轴承的预紧变形量均为δao。
当外加轴向载荷Fa作用于轴上后,轴将沿Fa的方向移动位移量δa,此时,轴承I 变形增加了δa ,轴承II的变形减少了δa 。
由图中可以看出,轴承I,II 的轴向变形量分别为
δa I =δa o + δa δa II =δa o -δa
相应地,轴承I,II 所受的轴向载荷为
FaI= Fao + ΔFa I
FaI= Fao -ΔFa I I
由力的平衡条件可得
Fa = Fa I- Fa I I
可以看出,在轴向载荷作用下,支承系统的轴向位移量仅为δa 。
因此,成对安装角接触球轴承通过预紧可显著提高支承系统的刚度。
若增大Fa,使ΔFa I I=Fao ,则轴沿Fa方向的移动量δa=δao,此时轴承II完全不受载荷,则
δa I = 2δao
δa I I= 0
使轴承II 完全不随载荷的外加轴向载荷称为卸紧载荷。
当预紧的轴承是一对相同型号的角接触球轴承时,其卸紧载荷为
如果外加轴向载荷Fa 大于上述值时,轴向载荷完全由轴承I承受。
此时,成对安装的角接触球轴承仅起到单个轴承的作用,这种情况应当避免。
当两个型号相同的圆锥滚子轴承成对安装时,其轴向载荷与变形曲线如图1-17所示。
从图中可以看出,成对安装的圆锥滚子轴承通过预紧可提高刚度一倍。
Fax=2Fao
3 定压预紧
定压预紧是指使轴承的轴向预紧载荷在使用中保持不变的一种轴向预紧方式。
如图1-18所示,可以通过调整弹簧的压缩量以获得一定的预紧量。
当两个相同型号的角接触球轴承成对安装并采用定压预紧时,其同向载荷与变形曲线如图1-19所示。
从图中看出,轴承I,II 在预紧载荷Fao 作用下,其预紧变形量均为δao ,当外加轴向载荷Fa作用于轴上后,轴沿Fa方向移动了δa,轴承II的外圈在弹簧作用下始终压紧内圈。
由于弹簧的刚度与轴承的刚度相比很小,故可以近似地认为,在外加轴向载荷作用下,轴承I的变形量增加δa,而轴承II的变形量和预紧载荷保持不变。
与定位预紧相比,在相同预紧变形量时,定压预紧对支承系统轴向刚度的增加不显著。
但在定位预紧时,轴和轴承座温度差所引起的轴向长度差,内外圈温度差引起的径向膨胀量等均会影响到预紧变形量,而定压预紧时,则不受影响。
因此,必须根据具体技术要求选择预紧方式。
通常,在要求高刚度时,选用定位预紧;在高速运转时,选用定压预紧。
4 最小轴向载荷的选取
预紧载荷的大小,应根据载荷情况和使用要求确定。
一般地说,在高速轻载荷条件下,或是为了减小支承系统的振动和提高旋转精度,则选用较轻的预紧载荷;在中速中载荷或低速重载荷条件下,以及为了增加支承系统的刚度,则选用中预紧载荷和重预紧载荷。
但预紧载荷过大,轴承的刚度并不能得到显著提高,反而使轴承中的摩擦增大,温度升高,轴承寿命降低。
一般应通过计算并结合使用经验决定预紧载荷的大小。
定位预紧时,应使滚动体与滚道始终保持接触。
此时,最小的轴向预紧载荷可按表1-45所列公式确定。
在实际应用中,要正确测定所施加的预紧载荷值是很困难的。
可以采用测量轴承的起动摩擦力矩,测量轴承的轴向位移量,测量预紧弹簧的变形量,测量螺母紧固扭矩等方法预紧量。
5 径向预紧
径向预紧的目的是为了增加载荷区内的滚动体数,提高支承刚度。
在高速圆柱滚子轴承中,径向预紧可以减小在离心力作用下,滚动体与滚道打滑的现象。
圆锥形内孔的轴承,用锁紧螺母调整内圈与紧定套的相对位置,减小轴承的径向游隙,实现径向预紧。
6 成对安装角接触球轴承预紧
面对面,背对背配置的成对角接触球轴承在轴承组装时就考虑了在预紧载荷作用下产生的轴向变形量,在相配置的两个轴承的内圈或外圈的端面上,磨去一定的预紧变形量,使单个轴承非基准端面凸出另一套圈基准端面的凸出量为δ。
当成对轴承安装到轴和轴承座时,用紧固装置压紧端面,两轴承即处于预紧状态,如图1-20所示。
该种轴承预紧载荷与凸出量的要求列于角接触球轴承尺寸表之前述部分。