轴承预紧

空空如也 · 发表于 2008-9-10 10:00:23

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最近遇到一个问题就是轴承轴向预紧力的计算:
9 ]! k) @+ _$ W 我觉得轴向预紧力只用于内外圈是分离的轴承,而不是所有轴承都需要,对么6 {+ f- s1 k# V" g' ^; ]2 F
深沟球轴承需要轴向预紧么?
- G# G, c5 b5 p 在传动设计中,轴承还要专门预留与端盖形成一定的缝隙,以热胀用,这时预紧力都不和轴承接触还有用么?
8 f* [& e% I0 w6 p* K4 \ 一位电机设计者和我说轴承都可以计算轴向预紧力,如果安排不好,就会有影响

网络菜鸟 · 发表于 2008-9-11 20:05:08

轴承需要的是轴向定位，而不是轴向预紧力！要知道，轴承的内外圈是普通的轴承钢，只要确保轴承的位置正确，轴承就可以正常工作。不象法兰密封，没有预紧力就无法达到密封效果。
对于轴承而言，一般其结构是刚性的，要确保合适的定位方式。
所以当温度变化比较大时，须设计轴的一段是自由端，目的是确保在温度变化体度过大的时候，轴承不会由于轴向力过大卡死或烧伤。

[ 本帖最后由网络菜鸟于 2008-9-11 20:09 编辑 ]

虎强 · 发表于 2008-9-12 10:59:46

一般来说，普通滚珠轴承可以同时承受轴向和径向的负荷；考虑到轴向伸缩的变化，在轴承端盖处有一个蝶形弹簧；普通电机的轴承端盖都有这个东东
而角接触轴承则必须考虑预紧力，太松精度不好，太紧轴承磨损快。

网络菜鸟 · 发表于 2008-9-12 12:37:28

原帖由虎强于 2008-9-12 10:59 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif& } Y2 Q1 ^$ Y+ w9 I, U+ j6 E
一般来说，普通滚珠轴承可以同时承受轴向和径向的负荷；考虑到轴向伸缩的变化，在轴承端盖处有一个蝶形弹簧；普通电机的轴承端盖都有这个东东( ]% P/ d. O5 U3 F! f
而角接触轴承则必须考虑预紧力，太松精度不好，太紧轴承磨损快。

其实即使是角接触球轴承做要做得也是确保合适的定位，从而确保合适的间隙。而用预紧力这个提法是不合适的。对于轴承而言，所需要的是“合适的间隙”而不是一个预紧力，预紧力就意味着不但没有任何间隙，还要在这个基础上增加一定的力！这显然与轴承正常工作的需要不符。

空空如也 · 发表于 2008-9-12 14:06:38

那么在机械设计手册中提到的预紧力有什么作用啊?
预紧应该是没有间隙了
但手册中预紧力还做了专门的一段讲解

虎强 · 发表于 2008-9-12 14:07:12

原帖由 网络菜鸟 于 2008-9-12 12:37 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
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什么叫做合适的定位？普通球轴承没有径向预紧（过盈配合），难道让它跑外圈？！背对背角接触轴承安装，有的内外圈挡肩就有高度差，而且有负游隙的说法，难道不存在预紧力？
角接触轴承本身就可以承受轴向负荷，加工中心和数控车床主轴高速角接触轴承，安装时就要严格考虑预紧力，而且还要做跑合温度测试。不然精度无法保证！

空空如也 · 发表于 2008-9-12 14:11:50

要不大家这样讨论?
一、什么样的轴承需要预紧？
二、需要预紧的轴承预紧力怎么计算？
三、实际过程中是怎么解决的？

LGLVZHIYONG · 发表于 2008-9-12 18:05:58

http://www.3dportal.cn/discuz/vi ... &extra=page%3D1

yancx · 发表于 2008-9-12 20:49:07

轴承只需要定位，一般不需要预紧，而且一般为了适应高低温，都是一端固定，一端自由。

所谓轴向预紧只是为了在高精度轴系中消除轴承间隙，降低轴系的轴向跳动！

网络菜鸟 · 发表于 2008-9-12 22:19:53

原帖由 空空如也 于 2008-9-12 14:06 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif5 }9 ?0 N* L! x/ _) A
那么在机械设计手册中提到的预紧力有什么作用啊?9 I# R! e& B! M C' U' h
预紧应该是没有间隙了
+ ]6 p$ ~& W: J# g( r6 G2 n5 E& T% K但手册中预紧力还做了专门的一段讲解

请问是哪个版本的机械设计手册？第几章第几页？

在化工出版社的《机械设计手册》2004版单行本轴承卷的6-235专门讲了关于轴承游隙的选用与调整，对各种轴承的游隙均给出了具体的数值。
应该说轴承游隙的调整对于轴承的使用一直是很重要的，尤其是大功率或高转速场合下的使用更是如此。手册中还给出了多种游隙调整的具体方法。
滚动轴承的游隙还可参见参见GB/T4604-1993。

“预紧力”该如何计算？在实际设备中该如何操作？如何保证？我虽然用过大量国内外的轴承，确实没有任何一个手册或样本上要求在安装时对“预紧力”有要求。如有具体计算方法与相关理论，诚心请指点，谢谢！

hbh0606 · 发表于 2008-9-12 22:30:45

为了使轴承在机器上有确定的位置，一般需要将它进行轴向紧固，但只能用在工作中温升不高，轴比较短的情况下。如果温升高而且轴比较长时，只能采用单支点双向固定。

wsg168888 · 发表于 2008-9-12 23:56:22

轴承预紧是消除轴向间隙，过松运转精度低，过紧轴承发热

空空如也 · 发表于 2008-9-16 10:01:59

<机械设计手册> 新版第3卷机械工业出版社 2005年10月第3版第4次印刷
在第3卷中 P20-103 有"轴承的预紧" 表20.4-18定位轴承的最小预紧载荷

大家可以看看对预紧力的讲解我也是看到这里不明白了
我觉得角接触球轴承类的内外圈可以分离的预紧是应该的
手册里确是用深沟球举例,而计算公式中没有深沟球
同时如果深沟球如果预紧了我们需要的间隙就没有了

空空如也 · 发表于 2008-9-16 10:05:37

看手册的介绍,我敢肯定轴承的预紧力是绝对有的
关键在于怎么使用、什么场合，这确很少有人提

hbzyzyc · 发表于 2008-9-16 11:12:45

轴承预紧是为了增加主轴系统的刚度，这样当主轴受力时不至于有太大的轴向或径向位移，故一般对其定位精度要求高的主轴系统比如加工机床主轴就得预紧，前提是一般先定位，精度高或主轴长的的一般是一端定位，比如前端或后端定位，预紧的原则是当主轴受到工作作用力时，变形在精度允许的范围之内！
有人说只有分离性轴承才需要预紧是错误的，比如深沟球轴承，内圈与轴的过盈配合也是一种预紧，乃是为了增加其径向刚度!

空空如也 · 发表于 2008-9-16 14:38:39

那么这样的话,轴承当需要轴向也精密定位时,确实应该也有预紧了,这个预紧应该怎么计算呢?
这样和我们平时要的轴承轴向热胀"间隙"会有矛盾么?

网络菜鸟 · 发表于 2008-9-17 16:27:51

首先向“空空如也”表示感谢和敬意，你的提问使我获得了新的知识。good
就这个问题我请教了洛阳轴承研究所的专家。轴承预紧力的计算确实如楼主所述，需要进行相关的工作。

经过约2个小时的沟通，终于对这个问题有了一定的了解：
一般来讲，轴承的预紧力在专业书籍和标准中称作“预载荷”或“预负荷”，也常常成为预紧力。一般在角接触球轴承和圆锥滚子轴承的使用中会考虑到这个问题。主要有以下目的：

提高轴的定位精度，减小轴的跳动，提高旋转精度，如机床主轴轴承(俺就设计过，用的FAG轴承，可是却没意识到，真汗颜不过确实有原因，容我后面说明)。
提高轴承的刚性，如汽车减速箱内。
避免滚动体的横向滑动、公转/自转滑动以避免滑伤，如高速转动。
减小噪音与振动，如小型电机其他特殊场合，如低温(比如俺设计的液氮中的设备)

预紧主要有两种方法：定位预紧和定压预紧。
在绝大多数情况下，设计者只需要选择轴承并核算寿命。而预紧力的问题由轴承厂来解决(轴承型号定了，预紧的要求也就有了)。预紧力通常分为轻负荷/普通负荷/中负荷/重负荷等四个等级。当我们订购轴承的时候，轴承厂家就已经做好预紧工作(厂家将配对轴承的端面根据该轴承所适用负荷范围将内圈的端面进行加工，这样当装配时只要定位零件正常定位，配对轴承的内外圈应当在完成定位后全部贴合，就可产生一个合适的预负荷/预紧力了)。轴承厂有专门的设备进行相关的检验。所以俺虽然使用了主轴轴承，但由于只是进行了一般的选用工作，所以没有计算所需要的预紧力。。

但如果选用的不是配对轴承而是单个角接触球轴承(自由组合)，就需要对预紧力进行核算了。通过计算确定预紧力，然后自行对轴承内圈或外圈进行加工。也可以在两个轴承之间增加垫圈。这就是“定位预紧”的方法。
还有一种情况，比如低温应用时用弹性机构，也可以认为是预紧力。比如我设计的液氮中的某个机构。由于低温会造成轴承游隙过大而设计的“游隙调整机构”。当我设计的理解是消除负荷游隙，确保工作处于有效游隙的范围之内。但也可以认为是“定压预紧”的方法。
预紧力的计算可以参考机械设计手册，另外，轴承样本上通常有推荐值。比如Koyo样本的A108页。
最后，再次感谢“空空如也”，“虎强”和“浪迹天涯”等人。

[ 本帖最后由网络菜鸟于 2008-9-17 16:34 编辑 ]

空空如也 · 发表于 2008-9-18 15:52:40

非常感谢"网络菜鸟"和大家的细心解答和对知识的探索,其实我还有问题,需要归纳一下,因为手册里讲的不是很清楚
我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(我以前军工厂,现在不是了),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
当时我没有在意这些,觉得师傅会,肯定没问题
现在发现仔细研究"轴承"还是很深奥的

网络菜鸟 · 发表于 2008-9-18 19:06:01

原帖由 空空如也 于 2008-9-18 15:52 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif2 e$ H$ R/ G& ^" c0 g
非常感谢"网络菜鸟"和大家的细心解答和对知识的探索,其实我还有问题,需要归纳一下,因为手册里讲的不是很清楚
' e! p! B! \" m# |; O9 U" F/ f我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 ...

其实如果不是你的执著，我也不会就这个问题取请教专家的。这一“深究”就揪出了以前没有真正搞懂的东西。

至于你所说的方法，我也常常遇到。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。:)

fireflying · 发表于 2009-7-3 15:56:49

首先要搞明白预紧力的作用是什么，预紧力的施加方式是什么。
一般情况下，深沟球轴承等类似你所谓不留间隙的轴承不施加预紧，但对于精密轴承来说，除了轴承本身的精密度的增加外，还是要求施加预紧力以控制游隙，以实现高精度。
所以，在你得出结论前，应该多多察看相关资料，尽量多的了解你了解不足的方面，不要以偏概全，只有这样才能获得更大进步。

zkyazky · 发表于 2009-7-5 15:39:35

轴承在工作时，球形等磙动体和内外圈会接触变形，间隙变大。锥磙子等轴承装配时有预紧力要求。

yaobibi · 发表于 2009-7-6 19:03:56

9楼和17楼正解，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。

lizhi_b · 发表于 2010-9-18 03:39:07

1）深沟球轴承不要考虑预紧问题，在使用中只要考虑轴向定位即可。
2）角接触球轴承，角接触滚子轴承，如果是配对单个使用（即是在轴的两端，一面一个的那种情况）要考虑预紧。预紧过程就向上面说的要凭经验。由于上述不足，所以又开发了双列/双联角接触轴承（就是轴的两端一面装两个）用来避免这个问题，因为这种两个配对好的轴承，已经把预紧、游隙等调整好（可以选预间隙，或是预负载），可以简单的按深沟球的使用方法使用。

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