一、什么是軸承預(yù)緊?
滾動軸承的預(yù)緊,是指安裝軸承時使軸承滾動體和內(nèi)、外套圈之間產(chǎn)生一定的初始壓力和預(yù)變形,以保持軸承內(nèi)、外圈均處于壓緊狀態(tài),使軸承在工作載荷下,處于負游隙狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
二、軸承預(yù)緊的目的是什么?
軸承預(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;延長軸承壽命。
三、軸承預(yù)緊方向方式有哪些?
軸承按預(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。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,按施加預(yù)載荷的方法,軸向預(yù)緊又分定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊。
1、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,如下圖1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。
圖1 定位預(yù)緊
當兩個相同型號的角接觸球軸承成對安裝時,其軸向載荷—變形的曲線如圖2所示。預(yù)緊前,兩軸承的內(nèi)圈與內(nèi)墊片間存在間隙,施加軸向預(yù)緊力Fa0后,軸向間隙消除,軸承內(nèi)部產(chǎn)生的軸向(預(yù)緊)變形δaⅠ、δaⅡ均為δa0。圖中兩個軸承的載荷—變形曲線的形成交點。當外加軸向載荷Fa作用于軸上后,兩軸承的軸向變形和軸向載荷發(fā)生變化,軸將沿Fa的方向移動位移量δa;此時,軸承Ⅰ變形增加了δa,軸承Ⅱ的變形減少了δa。
圖2 角接觸球軸承定位預(yù)緊時的載荷—變形曲線
預(yù)緊量過小達不到預(yù)緊的目的,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。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。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。
2、定壓預(yù)緊
定壓預(yù)緊是指通過彈簧使軸承的軸向預(yù)緊載荷在使用中保持不變的一種軸向預(yù)緊方式。如圖3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。
圖3 定壓預(yù)緊
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—變形曲線如圖4所示。從圖中看出,軸承Ⅰ、Ⅱ在預(yù)緊載荷Fa0作用下,其預(yù)緊變形量均為δa0,當外加軸向載荷Fa作用于軸上后,軸沿Fa方向移動了δa。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δa,而軸承Ⅱ的變形量和預(yù)緊載荷保持不變。
圖4 定壓預(yù)緊時的載荷—變形曲線
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。
3、徑向預(yù)緊
利用軸承和軸頸的過盈配合,使軸承內(nèi)圈膨脹,以消除徑向游隙并產(chǎn)生一定預(yù)變形的方法,稱軸承的徑向預(yù)緊。徑向預(yù)緊可提高支承剛度。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,滾動體與滾道打滑現(xiàn)象。對于圓錐形內(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。