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1、ISSN1000-3762轴承2003年第3期1～4CN41-1148/THBearing2003,No.3!产品设计与应用#角接触球轴承的预紧技术112姜韶峰,刘正士,杨孟祥(1.合肥工业大学,安徽合肥230009;2.洛阳轴承研究所,河南洛阳471039)摘要:介绍角接触球轴承预紧的类型及工作原理,给出了预紧选择原则和确定预紧力的计算方法。对中低速组配轴承而言,其最小预紧力可根据轴承组配方式以及承受的额定外载荷确定。关键词:角接触球轴承;主轴轴承;配置;预紧中图分类号:TH133.33文献标识码:B文章编号:1000-3762(2003)03-0
2、001-04PreloadTechniqueofAngularContactBallBearings112JIANGShao-feng,LIUZheng-shi,YANGMeng-xiang(1.HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.LuoyangBearingResearchInstitute,Luoyang471039,China)Abstract:Thetypesandworkingprincipleofpreloadoftheangularcontactballbearingsarei
3、ntroduced,theselectionrulesofthepreloadandcalculationmethodofdeterminingpreloadforcearegiven.Forthemediumandlowerspeedgroupmatchbearings,theminimumpreloadforceisdeterminedbybearinggroupmodeandratingload.Keywords:angularcontactballbearing;spindlebearing;coupling;preload合适的预紧可以增加
4、轴承的刚度、提高旋转精度、降低振动噪声、延长使用寿命。机床主轴用角接触球轴承,由于常常处于高速轻载状态,适当的预紧可以防止轴承高速旋转时钢球发生公转打滑及陀螺旋转现象,减小钢球的自旋滑动。从而减小轴承内部的摩擦和发热,延长轴承的使用寿命。图1定位预紧1预紧的类型轴承的预紧方式有两种:径向预紧和轴向预紧。径向预紧适用于圆柱滚子轴承,而角接触球轴承、圆锥滚子轴承和推力轴承通常采用轴向预紧方式。角接触球轴承的轴向预紧可分为定位预紧(图1)和定压预紧(图2)两种。图2定压预紧定位预紧是通过预选定的内外圈隔套或垫圈组配轴承间的定位部件尺寸发生变化,因此,直接使
5、组配轴承内圈之间和外圈之间处于某一固定位影响到轴承预紧力的变化。置,从而使轴承获得合适的预紧。定位预紧的轴定压预紧是利用螺旋弹簧、碟形弹簧等预紧承在使用过程中,其相对位置是不会改变的,由于装置,使轴承得到合适的预紧。由于弹簧的刚性工作温度的变化会引起轴及轴承座的尺寸以及一般比轴承的刚性小得多,因此,定压预紧轴承其相对位置在使用过程中会随转速及外载的变化而收稿日期:2002-03-26有所改变。但预紧力的大小是由预紧装置本身决作者简介:姜韶峰,男,合肥工业大学硕士研究生。定的,所以,其值基本不变,并且也不受工作温度·2·《轴承》2003.№.03的影响
6、。动,轴承应采用合适的定压预紧。通常,轴承厂商对组配轴承规定了轻、中、重2预紧的工作原理三种预紧力,通过控制轴承内、外圈的端面凸出量定位预紧和定压预紧轴承的位移-载荷关系来达到实现轴承预紧程度的目的。曲线如图3和图4所示。如上所述,轴承的预紧力越大,则刚度有所提高,但一定转速下轴承的温升也越高。通常,机床主轴轴承的温升是有一定限制的,因此,预紧力的选择应遵循以下原则:机床载荷大,刚度要求高,转速较低或允许的温升较高时(如普通精度级机床),应选较大的预紧力;反之,则选较小的预紧力。一般地说,重预紧用于低速、要求高刚度的场合,如齿轮和螺纹加工机床的分度轴
7、;中预紧用于中等转速、中等载荷的外圆磨床、螺纹磨床、齿轮磨床、精密车床和加工中心等主轴;轻预紧用于高速、轻载或允许温升较低的精密、高精密机床主轴,如内圆磨床、坐标镗床、精密及高精密加工中图3定位预紧轴承位移-载荷曲线心等。以上分析只是宏观、定性的,合理的预紧力要根据经验和实践综合考虑加以确定。4预紧力的确定4.1根据轴向载荷确定预紧力如果已知机床的额定轴向载荷,如额定轴向切削力,则可据此决定轴承的预紧力。成组角接触球轴承的最小预紧力,就是在额定轴向载荷作用下,不受载一侧的轴承刚刚达到卸载。图4定压预紧轴承位移-载荷曲线根据赫兹弹性接触理论,点接触球轴
8、承在外图3中,假设轴承A和B的初始预载荷为部轴向载荷Fa作用下的轴向变形δa由下式计Fa0,当外载荷Fa沿轴
