軸承預緊力和剛度
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在第4部分中，我們解釋了軸承極限速度，運行精度和配合。
為了趕上之前的軸承選擇博客文章，閱讀下麵的每一篇:
在第5部分中，我們將解釋軸承預緊力和剛度作為衡量您選擇的軸承類型是否合適的措施。
一般情況下，軸承在允許一定的適當間隙下運行。然而，對於某些應用，軸承安裝軸向載荷的量級，內部間隙將略負。這種軸向載荷稱為“預緊力”。
在這一部分中，我們將向您介紹有關預緊力和剛性的信息。
2.軸中心的位移量和預緊力引起的軸承滾動元件的接觸狀態
滾動元件和軸承套圈(或套圈)之間的接觸條件不同，取決於軸承中是否有內部間隙或軸承上是否施加預緊力。讓我們以徑向軸承為例來解釋接觸條件。
1)如果軸承內有內部間隙
如果軸承有內部間隙，則最大的載荷將放在位於載荷方向最近的滾動元件上。
這種載荷在滾動元件與軸承套圈接觸的點引起輕微的彈性變形。當卸除荷載後，其恢複正常，彈性變形消失(見圖1)。
然而，在位於載荷方向相反一側的滾動單元上，沒有施加載荷，也沒有發生彈性變形(見圖2)。
由於滾動元件位置造成的彈性變形的差異，軸中心(即軸承中心)的位置略有變化(見圖3a)。
如果負載的方向改變，軸的中心向另一個方向移動，引起振動。
2)如果對軸承施加預緊力
施加預緊力使軸承的內部間隙略微變為負值，導致更多的滾動元件與內圈和外圈接觸。與環接觸的滾動單元之間的彈性變形差異變小。
因此，在軸承軸中心位置的位移量減小(見圖3b)。
對軸承施加預緊力並以這種方式減少軸中心位置的位移量稱為增加軸剛度。
此外，使用滾子軸承，由負載引起的彈性變形量比使用球軸承要小。
3.預壓法
預壓可通過位置預壓或恒壓預壓進行(見表3)。
| 優勢 | 缺點 | ||
| 1. | 位置預加載 | 與恒壓預緊相比，在相同預緊量下，位移相對於荷載較小 | 預緊力的量在裝配條件、旋轉過程中的離心力和溫度上升的影響下變化 |
| 2. | 定壓預壓 | 旋轉過程中預緊力量波動很小，保持了預緊力量的穩定 | 在相同的預壓量下，相對於荷載，位移比位置預壓更大 |
兩種不同預緊力方法的結構如下所示(參見圖4和圖5)。
4.軸承裝置
角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的布置方法
與角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，軸向負荷應用於預壓。
在這種情況下，最常使用背靠背排列(參見圖6)。
這是因為背靠背排列，負載中心位置尺寸變大，軸承軸中心位置的位移量減小(剛度增加)。
5.預緊力與剛度的關係
施加在軸承上的載荷引起在滾動元件與軸承套圈接觸的點發生彈性變形。由於這個原因，軸承的位移量隨著施加載荷的增加而增加。
對於角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，軸向載荷(預緊力)和軸向位移量(剛度)之間的關係用於施加預緊所需的軸向載荷(見圖7)。
詳細說明如下:
預緊力和剛度。球和滾子軸承目錄
軸承的剛度和預緊力。機床用精密滾珠和滾子軸承
6.數量的預加載
1)設定預緊力量注意事項
考慮到轉速和潤滑條件等因素，合理設置預緊力的大小是很重要的。
如果增加預緊力的量，軸承的剛度會提高，但會對軸承的使用壽命、溫度的增加等產生顯著影響。
2)機床主軸軸承預緊力量(舉例)
至於用於機床主軸的高精度匹配對角接觸球軸承，JTEKT提供了這些現成的匹配(見圖8)。
有了這些高精度配對角接觸球軸承，您可以自由選擇最適合您的應用程序的預緊力的數量，JTEKT支持四種類型的標準預緊力:輕微預緊力(S)，輕預緊力(L)，中等預緊力(M)，和重預緊力(H)。(見表4)
結論
為了增加運行精度或提高剛度，可以對軸承施加預緊力。
- 預緊方法可以是位置預緊或恒壓預緊，根據應用情況而定。
- 當角接觸球軸承和背對背排列的圓錐滾子軸承時，利用軸向載荷(預緊力)和軸向位移量(剛度)之間的關係來施加適當的剛度。
- 預緊力應設置在一個不會對使用壽命、溫度升高等產生負麵影響的水平。施加更大的預緊力會導致更大的溫度升高，並可能導致軸承故障(發作)。這意味著選擇合適的預加載是非常重要的。
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作品的引用
Koyo軸承。(2020年5月29日)。軸承瑣事．從Koyo軸承回收:https://koyo.jtekt.co.jp/en/2020/05/column02-05.html
