轴承预紧方式
轴承预紧力研究方法总结
variable preload and constant preload
Based on the analysis above, the variable preload for the entire speed range can be obtained from Tables 8 and 11. A preload of 2000 N is selected as the constant preload according to the medium preload. The temperature rises of bearing under variable preload and the constant pressure preload were simulated by aid of FEM. The temperature rises corresponding to the rotational speeds are shown in Fig. 7. For constant pressure preload, the temperatures of the bearing increase almost linearly with the spindle speed. For variable preload, the bearing temperatures increase when the speed is less than 3000 rpm, and decrease as the spindle speed exceeds 3000 rpm. When the spindle speed exceeds 4000 rpm, the bearing temperatures are lower than the constant pressure preload, by 3 °C at 7000 rpm.
一种圆锥滚子轴承预紧量计算方法
中图分类号 ：Ｕ ４ ６ ７ ． ４ 文献标识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８（ ２ ０ １ ７ ） １ ５ － １ Ｏ ７ — ０ ３
Ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ பைடு நூலகம் ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎｔ ｏ ｆ ＴＲＢ ｐｒ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ
Ｑｉ Ｗｅ ｎ ， Ｔ ａ ｎ ｇ Ｑｉ ｎ ｇ ， ＬｕＸｉ Ｓ ｈ ａ ｎ
（ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ｉ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｃｏ ． Ｌｔ ｄ —Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｈ ｅ ｎ ｓ ｅ ￣ｅ ｇ ｍｅ ｔ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｄ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｐ ａ ｉ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｅ ａ ｒ ｂ ｏ ｘ ｅ ｓ ，ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｓ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ
一
种 圆锥 滚子轴承预 紧量计算 方法
祁稳 ，汤清 ，卢西 山
（ 安徽江淮汽车集 团股份有 限公司，安徽 合肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
摘 要 ：圆锥滚 子轴承作为分离式轴承在变速箱 中成对使用时 ，需对其进行轴 向预 紧。在乘 用车变速 箱中圆锥 滚子
轴承主流 的预紧方式 为定位预紧，轴承供应商一般根据经验提供预 紧量 。文章基于采用定位预紧的一对圆锥滚子轴 承 ，提 出了一种预紧量计 算方法。 关键词 ：圆锥滚子轴承 ；定位预 紧 ；预 紧量
种预紧量计算方法 。
一种确定轴承预紧力的方法
Ｌ １
内垫套短 、外垫套长，如果内垫套长
为Ｈ，则外垫套长为日＋△；当轴承
图 ２
当 —ｙ 一６：０ 支撑滚 ， 时，
珠丝杠的轴承热平衡后承受最大载 荷 时，不会产生轴向间隙。当
ｙ 一６＜０ 则可适当减小 ， 时， 预紧力， 使 —ｙ 一６＝０ 但最 ， ， 小预紧力应当控制在 ０ Ｆ 左右。 ～ｍ
为轴向预紧力 Ｆ 紧 预 。按图
图１
１ 滚珠丝杠 ２ 圆螺母 ３ 角接触球轴承 Ｉ ４ 内垫套 ５ 外垫套 ６ 角接触球轴承 Ⅱ
２ 各制造一个上 套、 下套和
心轴与轴承装配到一起 。 在不加预紧载荷的情况下
用千分表测量 日． 处的距
最大预紧力应当控制在０３ 左 ． ５
右。
大载荷不产生轴向间隙。如果 一６≠０ 则可反复调整预紧力的大小， 使
＝
的轴承游 隙为零 ，可能 出现卸紧现
０ 以上计算方法没有考虑温度的影响， 。 也就是图１ ， 中Ｏ 和Ｏ 重合时，
象。但是，数控机床中滚珠丝杠所
轴系热平衡后轴承内圈的径向膨胀量与轴的轴向伸长量抵消时的情况。 （ 当图 １ ３ ） 中的 Ｏ 和 Ｏ 不重合， 分开一
上套
心轴
验机上， 对上套施加０ ３ 的预紧力 ． ３ Ｆ 用千分表测量Ｈ 的距离 ， 预， 则日
一
则 ｙ ＝１ ０ （ — ） ， ２Ｘ１
Ｘ （ ／２ａ １ Ｄ Ｄｌ ｔｎ ＋ ２／２ａ ２ ｔ ｎ
一
Ｈ ＝△ 就是图１ 中所示内垫套和外
下套
垫套的差值。当轴承背对背安装时，
热源的情况下，设 为轴及轴承内圈的温 度， 为机座及轴承外圈的温度， 且 ＞ 。 设机座， 轴承及滚珠丝杠的线膨胀系数为１ ２
轴承预紧的方法0
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<0.002mm。
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。
轴承间隙配合
轴承间隙配合轴承间隙配合是指在轴承安装过程中，轴与轴承之间的间隙大小。
间隙的合理配合对于轴承的运行性能和寿命有着重要影响。
本文将从轴承间隙配合的定义、分类、影响因素以及调整方法等方面进行详细介绍。
轴承间隙配合是指在轴承安装时，为了保证轴与轴承之间的一定间隙，以便轴承能够正常运转而采取的措施。
它是轴承安装时不可或缺的环节，直接影响着轴承的运行性能和使用寿命。
根据间隙的大小和轴承的结构，轴承间隙配合可以分为以下几种类型：1. 游隙配合：轴与轴承之间的间隙较大，适用于高速运转的轴承，能够减小因热胀冷缩而引起的轴向应力。
2. 紧配合：轴与轴承之间的间隙较小，适用于低速运转的轴承，能够提高轴承的刚度和抗疲劳性能。
3. 预紧配合：轴与轴承之间的间隙为负值，适用于高速高精度的轴承，能够提高轴承的刚度和定位精度。
轴承间隙配合的选择需要考虑多个因素，包括轴承类型、工作条件、工作温度、荷载大小、转速等。
不同类型的轴承对于间隙配合的要求也不同。
在选择间隙配合时，需要根据实际情况进行综合考虑，以保证轴承的正常运行和使用寿命。
间隙配合的调整方法主要有以下几种：1. 液压法：通过液压装置施加外力，调整轴与轴承之间的间隙大小。
2. 加热法：通过加热轴或轴承使其膨胀，然后装配时收缩，以达到调整间隙的目的。
3. 冷缩法：通过冷却轴或轴承使其收缩，然后装配时膨胀，以达到调整间隙的目的。
4. 挤压法：通过在轴承上施加外力，使其变形，以达到调整间隙的目的。
在进行轴承间隙配合时，需要注意以下几点：1. 需要根据轴承的类型和工作条件选择合适的间隙配合方式。
2. 在调整间隙时要注意控制力度和温度，以免对轴承造成损坏。
3. 需要根据实际情况进行间隙调整，不可盲目追求间隙的大小。
4. 在轴承安装过程中，需要保持轴承和安装面的清洁，避免污染和损坏。
轴承间隙配合是轴承安装过程中不可或缺的环节。
合理选择和调整间隙配合对于轴承的运行性能和寿命至关重要。
6轴承的预紧与轴向位移
预 紧 量 的 大 小， 可 以 利 用 图 3〜 图 5 改 变 轴承间隙δa0 进行调整，按大小标准分段∶微载 (EL)，轻载 (L)，中载 (M)，重载 (H)。故而，在需 要严格控制轴的跳动与载荷引起的位移时，广泛 采用 DB、DF 组合轴承。
3 列组合也分为 3 种，其代号分别为 DBD、 DFD、DTD（见图 2)。此外，还有采用四列组 合或五列组合的。
142
DB
DF
DT
图 1 2 列双联
DBD
DFD
DTD
图 2 3 列组合轴承
A侧 B侧
Fa0
Fa δa0A
Fa0 δa0
δa0B
δa1
轴 向 载 荷
图 线 曲 移 位 承 轴
A 侧 变位
Fa−Fa´
Fa´
Fa
B 侧轴承 位移曲线图
变位
Fa0＋Fa−Fa´ Fa0
δaA＝δa0A＋δa1
δaB＝δa0B−δa1
Fa0−Fa´
δa0A
δa0B
δa0
A侧
B侧
图 3 2 列 DB 组合轴承预紧曲线图
143
轴承的预紧与轴向位移
在预紧时，A 侧必须具备满足寿命要求及速度条 件能够经受轴向载荷 (Fa0＋Fa− Fa’) 的承载容量。 δa0 见 6.3 节表 3～表 7。
在图 4 中，当轴向载荷 Fa 加于轴承 AA 侧时， AA 侧 B 侧轴承的位移及轴向载荷如表 1 所示。
图 3 是 双 列 DB 组 合， 图 4 及 图 5 是 3 列 DBD 组合的预紧曲线图。
如图 3 所示，当轴向紧固组合轴承内圈时，A、 B 轴承分别产生δa0A 与δa0B 位移，内圈之间的游 隙就将失去，这是施加了预紧量 Fa0 的状态。当 外加轴向载荷 Fa 作用于该预紧轴承 A 侧时，A 侧进一步朝轴向位移δa1，B 侧则减小等量的位 移，A、B 两侧的位移分别为∶δaA＝δa0A＋δa1, δaB＝δa0B−δa1。 即， 考 虑 预 紧 在 内 加 于 A 侧 的外力是包含预紧量 (Fa0＋Fa−Fa’)，加于 B 侧 的则是 (Fa0− Fa’)。
轴承预紧力研究方法总结
Variable preloads for high speed range.
Speed (rpm) ≤4000 ≤5000 ≤6000 ≤7000
Variable preload (N) 2000 1000 1000 1000
parison of spindle behavior between variable preload and constant preload
综合一些资料，将滚动轴承的负荷分为四种：重、中、轻、微
重负荷轴承预紧力=额定动载荷/25 中负荷轴承预紧力=额定动载荷/50 轻负荷轴承预紧力=额定动载荷/100 微负荷轴承预紧力=额定动载荷/500
• 重负荷轴承预紧力=额定动载荷/20 • 中负荷轴承预紧力=额定动载荷/40 • 轻负荷轴承预紧力=额定动载荷/80 • 微负荷轴承预紧力=额定动载荷/400
• 调压预紧
用液压力推动轴承某些部位，改变油的压力可调整预紧力大小，和现 代控制技术相结合，可以达到随轴承负荷或转速不同，自动控制预紧力 的大小。
2. 滚动轴承预紧方式的选择：
• 定位预紧一般用于负荷变化不大、转速不是太高、精度一般、温度变化 不大的场合。
• 定压预紧轻负荷以下的滚动轴承，转速很高、旋转精度要求高、中心偏 移要求小、振动要求小、噪音要求低、温度变化大的场合。(若是采用定位预 紧，热膨胀有可能使轴承预紧力过大或轴0 ≤2000 ≤3000
Variable preload (N) 8000 7000 6000
3.Preload for high speed
For a fixed rotation speed, when the temperature rise of the ball bearing is limited to 25 °C by machine tool industry standard, the maximum corresponding preload in Fig. 6 can be chosen as the variable preload. When the spindle speed reaches 6000 rpm, the temperature rise will exceed 25 °C while the preload is reduced to a lower level. From the rolling bearing analysis theory [1] T.A. Harris, Rolling Bearing Analysis (third ed.), John Wiley and Sons, New York (1991).[1], the spin–roll ratio is increased by decreasing the preload. As the spin–roll ratio increases, the bearing produces more friction and hence heat generation. Meanwhile, it is observed from our experiment that the preload less than 1000 N cannot eliminate clearance effectively and thus decrease the rigidity and increase the friction and wear resulting from excessive sliding. Therefore, the preload of 1000 N can be determined for high speed range over 6000 rpm. The variable preloads with the rotation speed during high speed range (3000–7000 rpm) can be obtained, as listed in Table 8.
一种新型轴承预紧结构
作者： 苗付标 ， 男， １ ９ ６ ７年 生 ， 总 工程 师 ， 高级 工 程
师， 主要研 究方 向为从 事机床 设 计与 制造 工作 ， 特 别是
１ 一 圆螺母；２ 一轴承； ３ 一 调整隔套 ； ４ 一支承座 ； ５ 一防松螺钉 ６ 一螺母型压盖 ； ７ 一 丝杠 ； ８ 一支撑盖。
文 章编号： ］ ３ ０ ３ ２ ８ 如果您想发表 对本文的看 法， 请将文章编碍填 读者意见调 查表中的相瘦位置ｄ
￡ ｕ ｌ ｏ 等 Ｊ
设计与研 究 Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
一
种 新 型 轴 承 预 紧 结 构
苗付 标
（ 山东威 达 重工股 份有 限公 司， 山东 滕州 ２ ７ ７ ５ ０ ０ ） 摘 要： 介绍 了一种 新型 丝杠 固定 支撑 端 的轴承 预紧 结构 ， 此 结 构 不仅 简单 、 新颖 ， 且 易 于 安装 ， 大 大 提 高 了
数控机床 的研 究， 主要著作 有《 普通机 床零件加 工》
（ 国 防 工 业 出版 社 出版 ） 。
图ｌ
（ 编 辑 吕伯城 ）
（ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ２ — ０ ７ ）
此结 构参 见 图 １ ， 由支 承座 ４、 丝杠 ７、 轴 承 ２、 调 整 隔套 ３ 和螺母 型压盖６ 组成， 其 中 预 紧 机 构 还 包 括 圆
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｄ ａ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｔ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ ７ ７ ５ ０ ０， Ｃ Ｈ Ｎ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ －ｔ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｎｉ ｎｇ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｉｘ ｆ ｅ ｄ ｓ ｕ ｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｄ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ，ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ，ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｅ，ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｍ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｌ ｅ ａ ｄ Ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ；Ｐｒ ｅ —ｔ ｉ ｇ ｈｔ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ
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轴承预紧方式
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。
定压预紧是用螺旋弹簧、碟形弹簧等使轴承得到合适预紧的方法。
预紧弹簧的刚性—般要比轴承的刚性小得多，所以定压预紧的轴承相对位置在使用中会有变化，但预紧量却大致不变。