轴承预紧力的确定
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
乘用车变速器轴承预紧力测试技术及自动调节方法
（ Ｒ ＆ Ｄ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｆ Ａ Ｗ Ｌ ｉ ｍ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ １ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
＿ 霎
∽
一 ． 峨 ｍ ＿ 薹 ㈤
蛔 一 ～ ． 一 一 ～ 至 一 一 一 ～ ～ 一 ～ 一 ． 一
摘要 ： 目前调 整垫 片方法无法准确预知乘用车变速器工作状态下 的轴承预紧力是否符合设 计要求 。因此 ， 建立 了乘用车变速器轴承预紧力测试技术 ， 能够 准确掌握工作状态下轴承预紧力 的大小 ， 以及壳体轴 向的热 变形补 偿规律 ， 并 以此为指导 ， 对调整垫片的过盈量进行 优化凋整。此外 ， 针对当前轴承预紧力调整 方法的弊端 ， 提 出 了一种基于碟形弹簧非线性刚度特性 的轴承预紧力 自动调节方法。 关键词 ： 变速器 ； 轴承 ； 预紧力 ； 自动调节 ； 碟形弹簧
在乘 用 车变速 器 的 中问轴 及 主 减速 器 轴 上有
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ４—１ ６； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ８—２ ４
轴 向力 的作 用 ， 目前 多数 使 用 圆锥 滚 子 轴 承进 行 支承 。因此 ， 轴 承 预 紧力 … 直接 影 响着 变速 器 的 性 能 和可 靠 性 。无 预 紧力 或 者 预 紧力 过 小 ， 会造 成轴 定位 不 准 ， 破 坏 齿轮 的正确 啮合 ， 从 而产生 噪
ｏ ｆ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ Ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｐａ ｓ ｓ ｅ ｎｇ ｅ ｒ Ｃａ ｒ Ｔｒ ａ ｎｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
Ｃｈ ｅ ｎ Ｄｅ —ｘ ｉ ｎ． Ｌｉ Ｓ ｏ ｎ ｇ—ｓ ｏ ｎ ｇ． Ｓｈ ｉ Ｘｉ ｎ ｇ— ｌ ｅ ｉ
轴承预紧的方法
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。
测量轴瓦预紧力的两种方法比较
测量轴瓦预紧力的两种方法比较作者：苏钢集团有限公司炼钢厂钱立新【摘要】文章比较了测量压缩机轴瓦预紧力的两种方法，详细分析了导致测量错误的原因，并提出了正确的测量方法。
?关键词：轴瓦预紧力；测量方法?1 前言?压缩机的轴瓦在安装时要求有一定的预紧力(瓦背过盈)，其主要作用是为了确保瓦背与瓦座有足够的贴紧力，以防止在机组运行时主轴转动和不断振动过程中两者产生相对位移而影响油路畅通，从而损坏轴承、造成机器运行不稳、振动增大甚至造成毁坏转子等重大设备事故。
有些机器的轴瓦制作成可拆卸轴瓦(在维修更换时只需换瓦芯，可降低成本)，对这类轴瓦则还有一次过盈、二次过盈之分，其作用是相同的。
但是不管是一次过盈还是二次过盈都要求在合适的范围内，如果过盈量太小会造成松动，太大则会使轴瓦变形。
?江苏苏钢集团有限公司4500m3／h空分设备，由开封空分集团有限公司设计制造，中国第×冶金建设安装公司承建(以下分别简称开空厂和×冶)，于2002年4月5日调试出氧。
×冶在安装该空分设备配套的H500—6．2／1．0双轴型空气压缩机过程中测量轴瓦的预紧力时，发现二级轴瓦与开空厂在出厂前安装试车时的值有较大的差异。
现介绍如下，供大家参考，以防类似错误。
?2 开空厂原设计安装值?开空厂H500—6．2／1．0型空压机原设计安装值见表1。
?表1 H500型空气压缩机原设计安装值?项目轴径瓦背过盈顶间隙单侧间隙?一、二级轴瓦φ115 0.03~0.05 0.186~0.248 0.093~0.124?三、四级轴瓦φ105 0.03~0.05 0.168~0.218 0.084~0.109?的数值(用压铅方法测)进行了安装装配，试车情况良好。
然后解体包装发用户。
?3 双方测量瓦背过盈的方法与数值?3．1 测量瓦背过盈的方法?如图1示，假如在自由状态下轴瓦顶部A点与瓦盖紧紧贴上后，在瓦盖的上下对口结合面B、 C处有O．05mm的间隙；那么，当B、C处被压紧后瓦盖与轴瓦紧抱，瓦盖与轴瓦就有0．05mm的过盈。
轴承预紧力研究方法总结-精品文档
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承咬死。)
500
5,575,215 808,860 273,130 128,980 72,656 45,535 30,627 21,663
1000
3,949,136 572,940 193,470 91,359 51,465 32,254 21,694 15,345
2000
2,555,320 370,730 125,190 59,115 33,301 20,870 14,037 9929
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
1. Variable preload spindle system
2. Preload for low speed（n〈3000rpm）
Lives of the bearing (h).
Preload (N) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
角接触球轴承预紧力标准
角接触球轴承预紧力标准
角接触球轴承预紧力标准是指在安装角接触球轴承时，为了确保轴承能够正常工作并延长其使用寿命，需要对其施加一定的预紧力。
这个预紧力的大小需要根据角接触球轴承的具体参数和工况条件来确定。
一般来说，角接触球轴承的预紧力标准是根据轴承的尺寸、转速、载荷、润滑条件等因素来确定的。
在确定预紧力标准时，需要考虑以下几个因素：
1. 轴承的尺寸：一般来说，较大的轴承需要更大的预紧力来保持其稳定性。
2. 轴承的转速：高转速的轴承需要更小的预紧力，以避免过大的摩擦热量和磨损。
3. 载荷：承受较大载荷的轴承需要更大的预紧力来保持其接触性能和摩擦性能。
4. 润滑条件：良好的润滑条件可以降低轴承的摩擦系数，从而减少预紧力的需求。
在实际应用中，角接触球轴承的预紧力标准需要根据具体的应用条件进行调整。
一般来说，可以通过测量轴承的摩擦系数、计算轴承的接触应力等方法来确定预紧力的大小。
在确定预紧力后，可以使用专业工具将预紧力施加到角接触球轴承上，以确保其正常工作并延长其使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3.1主轴轴承接触载荷分析9
3.1.1静态预紧状态轴承接触角变化以及轴向位移9
3.1.2轴承变形几何相容方程和载荷平衡方程10
3.1.3轴承载荷与位移14
3.2摩擦力矩的计算15
3.2.1轴承摩擦力矩产生机理15
3.2.2轴承摩擦力矩的计算17
3.2.3轴承生热量计算19
3.2.4主轴轴承热传递模型20
本文基于精密电主轴-轴承系统结构动、热态特性分析，通过对影响轴承结合部位刚度、轴系刚度特性因素的研究，根据对轴承径向载荷、摩擦力矩、生热及温度场的变化，得到关于转速、预紧力温升对轴承结合部动刚度和轴系刚度的影响规律。
本文以BT30型电主轴为模型，运用inventor建立其三维分析模型，选定了轴承型号为7212c，分别通过数学计算和仿真对轴承的刚度和生热进行了研究，分析了轴承的摩擦力矩、运动、载荷和刚度，研究了热特性和预紧力对轴承刚度的影响，进行了仿真实验，最终得到轴承的最佳预紧力。
In this paper，based on the precision spindle bearing system structural dynamic，static，thermal analysis，through the influence of bearing stiffness，the binding site of shafting stiffness characteristic factors，through the bearing radial load，friction，heat and temperature field change，be about speed，preload to bearing temperature rise of dynamic stiffness and shafting stiffness effect of law.
而预紧力不同对轴承刚度和发热的情况也不同，为了避免因为预紧力过大或者过小而导致轴承刚度变化和温度变化，进而导致轴承失效。需要进行大量的实验进行验证轴承的最佳预紧力。温升过高是导致轴承提前失效的罪魁祸首。所以控制温升将是延长高速轴承(即机械设备)使用寿命的关健。高速轴承温升的主要原因有以下三点:
1．轴承安装在轴承座结构的合理性；
第4章主轴轴承温度场仿真分析22
4.1．主轴刚度的有限元仿真计算22
4.2．轴承的温度场23
第五章最佳预紧力的确定27
5.1接触载荷摩擦力矩生热总量计温度的相关计算27
5.2最佳预紧力的确定31
结论32
参考文献33
致35
第1章 绪论
1.1 课题研究的意义
主轴组件是机床的重要组成部分之一，主轴组件的工作性能，尤其是主轴刚度、温升及热变形对工件的加工质量和机床的生产效率都有重要的影响。在影响主轴性能的诸多因素中，预紧是很关键的一环，增大预紧力可提高轴承刚度，进而提高轴系刚度，减小主轴振动，有利于提高加工质量，但同时也会加剧轴承的发热，降低轴承的使用寿命，并引起主轴温升和热变形的增大，这在主轴高速运转时体现得更加明显． 因此，研究预紧力对主轴性能的影响机制并给主轴选择合理的预紧力，对主轴的设计至关重要。
主要容、基本要求等：
主要容：
在低速重载下，计算在不同预紧力转速下，轴的刚度和生热，采取有限元法，通过计算轴承刚度和发热量对主轴刚度和温升的影响，研究轴承预紧力对主轴刚度和温升的影响机制。使用三维软件CAD进行BT30型主轴的三维造型，分析工作情况和边界条件，使用ansys进行轴的刚度分析、温度场分析，根据分析结果，确定最佳预紧力。
2．轴承与轴承座之间的公差配合的恰当性；
3．润滑脂选取的适合性。
本课题研究的容属于国家科技重大专项------“精密超精密数控机床创新能力平台——高档数控机床与基础制造装备”， 项目编号为2011ZX04016-011。并根据研究需要，搭建了实验台。之后将对本文的研究对象-------轴承最佳预紧力进行试验验证。
1.2.2 国外发展现状与趋势：
（
国机床主轴设计中预紧力大小的选择大多依据经验，即在低速重载下选取较大值满足高刚度要求，高速轻载下选取较小值满足低温升要求。
典型的数值计算方法[1]计算轴刚度时，将由多联轴承组成的某支撑简化为一个简支结构，未研究每个轴承刚度对轴系变形的影响．利用有限元法，在轴系有限元模型中将轴承模拟为弹簧单元，设置某预紧力下的轴承刚度值，通过静力学分析求解轴系变形与刚度， 该方法构造的轴系模型更真实，可准确研究预紧力对轴系刚度的影响机制，并基于轴系最小刚度选择预紧力的下限Fa。
In engineering practice，the bearing system stiffness to improve axial rotation precision，the vibration noise and ensure the service life of the bearing is very advantageous，in this areato do research to be able to optimize the bearing shafting stiffness research field，the development of stimulative effect.
Key words:high speed spindle bearing rigidity bearing heating temperature fieldbearing preload
摘要I
目录III
第1章绪论1
1.1课题研究的意义1
1.2研究背景综述2
1.2.1背景2
1.2.2国外发展现状与趋势：3
Based on the BT30type electric spindle as the model，using inventor to establish the three-dimensional analysis model，selected bearing type 7212c，respectively，through mathematical computation and Simulation on the bearing stiffness and heat were studied，analyzed the bearing friction torque，mdy the thermal characteristics and pretightening force on the influence of bearing stiffness，and carries on the simulation experiment，finally got the best bearing preload.
为了提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的震动，常采用预紧的滚动轴承。如：机床的主轴轴承。所谓预紧，就是在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和外圈接触处产生变形。由于预紧力的作用，滚动体和、外圈接触处就产生弹性变形，并使接触的面积增大，参与承受力的滚动体就增多，也就有可能在大于180度的围滚动体参与受力，有时甚至也可能在360度围全部滚动体受力，这样做，肯定比少数几个滚动体受力的情况要好，而且还能多承受负荷。由上述讨论可知，预紧后的轴承工作时，再承受同样的负荷，其接触变形肯定比未预紧轴承的接触变形要小，因此可以提高轴承的支承刚度，同时还可以补偿轴承在使用中一定的磨损量。预紧后的轴承受到工作载荷时，其外圈的径向及轴向的相对位移量要比未预紧的轴承大大的减少。定位预紧的圆锥滚子轴承，由于挡边与滚子端面的跑合而减少预紧量，因此轴承跑合一段时间温度也相应地下降。预紧量越大，滚子与挡边跑合导致的温度下降尤为显著。表面粗糙度越粗，跑合引起预紧量减少越多。定压预紧时，即使产生跑合，轴承游隙(预紧)及轴向负荷的实际水平也无变化，因此，轴承的温度不变。
1.2 研究背景综述
1.2.1背景
随着生产和科技的高速发展，机床日益向高速、高效、高精度和自动化方向发展。其中高速精密数控机床因其生产上的高柔性、高精度、高速度、高效率和高可靠性，因而广泛应用于汽车、摩托车、纺织、仪器仪表、航空航天、机械、机床等各行各业，所处的地位就变得越来越重要。
主轴系统是整个机床的心脏，它所起到的作用是至关重要的。而轴承在主轴系统中的主要作用是承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的。就是固定轴使其只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。电机没有轴承的后果就是根本不能工作。因为轴可能向任何方向运动，而电机工作时要求轴只能作转动。从理论上来讲不可能实现传动的作用，不仅如此，轴承还会影响传动，为了降低这个影响在高速轴的轴承上必须实现良好的润滑，有的轴承本身已经有润滑，叫做预润滑轴承，而大多数的轴承必须有润滑油，负载在高速运转时，由于摩擦不仅会增加能耗，更可怕的是很容易损坏轴承。
工业大学毕业设计论文
题 目
：
轴承最佳预紧力的确定
论文作者
：
闻琦
学科
：
机械设计及其自动化
研究方向
：
机械制造
申请学位
：
学士学位
指导教师
：
志峰副教授
所 在 单 位
：
机械工程与应用电子技术学院
答 辩 日 期
：
2012年5月
授予学位单位
：
工业大学
工业大学
毕业设计（论文）任务书
题目轴承最佳预紧力的确定
专业 机械电子工程 学号 08010106 闻琦