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预压

滚动滚珠轴承施加预压的目的是为了提高转轴的跳动精度及减振、降低噪音。如果选择的预压量或预压方法不当,可能导致寿命、噪音、发热等轴承性能降低,振动反而变大。因此,根据使用用途选择合适的预压量和预压方法非常重要。


1703923316598771.jpg  预压的目的 


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在电机等设备中使用滚珠轴承时,一旦存在内部游隙,则滚珠的游隙较大、轴承刚性较弱,所以轴的旋转振动变大。

如右图所示那样,事先施加轴向负载(Fa),将内部游隙调节为“0”。如此事先施加轴向负载称为“预压”,施加预压后,可减振、改善声响性能。

但是,不仅要施加适当的预压,而且相对滚珠轴承的要求性能,必须具备适当的预压量。

预压量过大,可以提高刚性,但也会增大噪音或降低使用寿命。预压量过小,无法抑制振动,刚性也不够,从而导致微动磨损。因此,使用滚珠轴承时,设定预压非常重要。


1703923316598771.jpg  适当预压


预压为轴承上的主要负载时,根据噪音寿命设定预压量的标准,通过计算“ 压强”推荐适当预压。


对滚动滚珠轴承施加预压(Fa)后,由于滚珠与滚道的接触部发生弹性变形,从而产生微小的椭圆状的接触面。压强是指滚珠与滚道的接触部产生的垂直分力(滚动体负载:Q)除以接触椭圆面积(S)的值。

在上图中,滚珠与滚道的接触部产生的接触椭圆(S)的面积为 S=πab(mm2)。其中,π 为圆周率,a、b 分别为长轴、短轴半径。


设平均压强为P,则

P=Q/S(MPa)。


大致标准请参照以下内容。


超过10000小时的声响寿命:平均压强为800MPa以下的预压量

5000~10000小时的声响寿命(普通产品):平均压强为1000MPa左右的预压量

5000小时以下的声响寿命(注重刚性):平均压强为1500MPa左右的预压量


根据额定动负载(Cr)简单设定预压量时,如下所述。

超过10000小时的使用寿命 :0.5/100・Cr~ 1/100・Cr

5000~10000小时的使用寿命 : 1/100・Cr~1.5/100・Cr

5000小时以下的使用寿命 :1.5/100・Cr~ 2/100・Cr


1703923316598771.jpg  最大容许负载


一般而言,采用高碳铬轴承钢时,如果平均压强超过2700MPa,则会导致塑性变形。因此,即使是短时负载,也需要确保平均压强不超过2700MPa,从实际使用经验来看,建议控制负载,使平均压强在1600MPa 以下。

除预压之外对轴施加的负载,也会产生压强。因此,必须同时考虑非预压负载。


1703923316598771.jpg  预压与刚性


预压方法

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预压方法可分为“定位置预压”和“定压预压”两种。


定位置预压                                                                                                           定压预压

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                     image.png                                                              image.png

                                        定位置预压                                                                                                           定压预压

是根据零件之间的位置关系施加预压的方法。具有构成零件单一、刚                  是使用螺旋弹簧、防松垫圈等施加预压的方法。具有预压量随温度的

性较高的优点。但是,可能会因温度变化产生膨胀或收缩,预压量也                 变化较少的优点。但也有构成零件增多、刚性较低的缺点。

会发生变化。此外,也可能因构成零件磨损而导致预压量变化或预压

失效等。


预压方向

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预压方向可分为“正面组合(DF)”和“背面组合(DB)”两种。


正面组合(DF)                                                                                                背面组合(DB)

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                         image.png                                                                    image.png

                                     正面组合(DF)                                                                                                    背面组合(DB)

接触角的交点朝向内侧,虽然对刚性不利,但是相对于安装误差的允                   接触角的交点朝向外侧,刚性变高。提高刚性的同时还需要管理零件

许量变大。有时候考虑到用途结构或组装工序的简化,可能会选用正                   的精度。

面组合。



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