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轴承预紧方式和转速的影响


[中华轴承网] 2020/4/29 作者:中华轴承网

轴承的轴向预紧力方式有两种一种是定压预紧力,另一种是定位预紧力。定压预紧下,随转速的提高轴承径向刚度略有增加,而轴向和角刚度迅速降低。定位预紧下,轴承径向,轴向和角刚度均随转速的提高而迅速增加,但轴向和角刚度的增加比较平缓。

1、预紧载荷的影响

随着预紧载荷的增加,轴承的径向、.轴向和角刚度随之略有增加,但影响很小。与定位预紧相比,这一影响对定压预紧比较显著。这是山于预紧载荷增加使内外圈接触角增大,同时也使接触载荷增加,从而使径向、轴向和角刚度都有所增大。但是,预紧载荷引起的接触载荷和接触角变化,与转速和零件位移引起的变化相比较小,因此,对轴承刚度的影响有限。这也是定位预紧下的变化小于定压预紧的原因。

2、沟道曲率半径的影响

随着内外圈沟道曲率半径的增大,径向、轴向和角刚度随之减小,但是这一影响很小,只有定位预紧下刚度的变化稍为明显一些,这是由于沟道曲率半径增大使接触变形量增大。因此,一般选择沟道曲率半径时可以不考虑它对刚度的影响。

3、球数的影响

定位预紧下,球数增加使径向、轴向和角刚度略有增加。球数增加使刚度增加,但同样预紧载荷下,球数增多将使接触载荷减小,它们共同作用的结果虽然能使轴承的刚度增加,但较少。

定压预紧下,球数增加使径向刚度随之明显增加,而当转速增加到一定值时轴向和角刚度反而随之降低,但变化很小。这是由于定压预紧下,球数增加尽管使内圈接触载荷减小,但同时使内圈接触角减小,它们的共同作用使轴承径向刚度明显增加,而轴向和角刚度略有减小。

因此,球数增加时应相应提高预紧载荷,只有当接触载荷相同时一,增加球数才能使轴承刚度增加。

4、球径的影晌

定位预紧下,球径增大,径向、轴向和角刚度随之略有增加。球径增大使球的离心力增大,外圈接触角减小,内圈接触角增加,但同时使内外圈接触载荷增大,它们联合作用的结果使轴承刚度增大。由一于定位预紧下离心力变化对接触载荷的影响较小,因此球径变化对刚度的影响很小。

定压预紧下,球径增大径向刚度随之增加,而轴向和角刚度反而降低,但影响较小。这是由于球径增大使球的离心力增大,内外圈接触角减小,外圈接触载荷增加,而内圈接触载荷基本不变,因此径向刚度增加,而轴向和角刚度略有降低。因此,减小球径不仅改善速度性能,而且不会降低刚度性能。这也从理论卜证明了减小径球是目前主轴轴承的发展趋势之一。

5、初始接触角的影晌

定位预紧下,初始接触角增大使径向刚度显著减小,轴向和角刚度明显增加。这是由于初始接触角增大,接触刚度的径向分量降低,轴向分量增加,同时,相同预紧载荷下接触载荷减小。

定压预紧下,初始接触角增大使径向刚度显著减小;低速时,轴向和角刚度增加,高速时,基本没有变化。这是由于定压预紧下,内外圈允许轴向位移,为了保持力的平衡,外圈接触角几乎接近于0,初始接触角大小对外圈接触角基本没有影响。同样, 初始接触角增大,相同预紧载荷下接触载荷减小。

因此,定位预紧下增大轴承初始接触角可以提高轴向和角刚度,而定压预紧下增大初始接触角不仅不能提高轴向和角刚度,反而降低径向刚度。

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