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滾動軸承作為機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部件，其性能直接影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行精度、穩(wěn)定性和壽命。預(yù)緊是滾動軸承安裝過程中一項(xiàng)重要的技術(shù)措施，旨在通過施加一定的軸向力，消除軸承內(nèi)部的軸向游隙，并在滾動體與內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生初始變形，從而提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度、增加軸承裝置的剛性，并減小機(jī)器工作時軸的振動。本文將詳細(xì)解釋滾動軸承預(yù)緊量的概念、作用、影響因素及其計(jì)算方法。
一、滾動軸承預(yù)緊量的概念
預(yù)緊量，即在軸承安裝時通過某種方法產(chǎn)生的并保持的軸向力，該力使得軸承內(nèi)部的滾動體與內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生初始接觸變形，從而消除或減小軸向游隙。預(yù)緊量的選擇需根據(jù)軸承的工作條件、預(yù)緊目的和使用要求來確定，既要達(dá)到預(yù)緊效果，又要滿足軸承的壽命、摩擦力矩、溫升等方面的要求。
二、滾動軸承預(yù)緊的作用
1. 提高旋轉(zhuǎn)精度：預(yù)緊可以消除軸承的軸向游隙，使?jié)L動體在內(nèi)外圈之間均勻分布，從而提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
2. 增加軸承剛性：預(yù)緊后，軸承內(nèi)部的滾動體與內(nèi)外圈之間的接觸面積增大，接觸變形增加，從而提高軸承裝置的剛性。
3. 減小振動和噪聲：預(yù)緊能有效減小軸承在工作過程中的軸向和徑向振動，進(jìn)而降低噪聲。
4. 提高軸承壽命：適當(dāng)?shù)念A(yù)緊可以減小滾動體與內(nèi)外圈之間的相對滑動，降低磨損，從而提高軸承的壽命。
三、影響滾動軸承預(yù)緊量的因素
1. 工作條件：包括軸承的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、工作環(huán)境溫度等。高速輕載荷條件下，應(yīng)選擇輕預(yù)緊；中速中載荷或低速重載荷條件下，為提高支承剛度，應(yīng)選擇中預(yù)緊或重預(yù)緊。
2. 軸承類型：不同類型的軸承（如向心球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承等）具有不同的預(yù)緊方式和預(yù)緊量要求。
3. 預(yù)緊目的：防止陀螺旋轉(zhuǎn)、減輕滾動體打滑等不同的預(yù)緊目的會影響預(yù)緊量的選擇。
4. 制造公差和安裝精度：軸承、軸和軸承座的制造公差及安裝前的測量值會影響預(yù)緊量的準(zhǔn)確性和一致性。
四、滾動軸承預(yù)緊量的計(jì)算方法
滾動軸承預(yù)緊量的計(jì)算涉及多個因素，包括軸承的額定動負(fù)荷、載荷系數(shù)、平均直徑、接觸角以及工作條件等。以下介紹幾種常用的預(yù)緊量計(jì)算方法：
1. 經(jīng)驗(yàn)公式法：
· 對于向心球軸承或角接觸球軸承，可以根據(jù)其工作負(fù)荷狀態(tài)（重負(fù)荷、中負(fù)荷、輕負(fù)荷、微負(fù)荷）和額定動負(fù)荷來計(jì)算預(yù)緊力。例如，重負(fù)荷狀態(tài)的預(yù)緊力=額定動負(fù)荷/25；中負(fù)荷狀態(tài)的預(yù)緊力=額定動負(fù)荷/50；以此類推。
· SKF公司根據(jù)預(yù)緊負(fù)荷的不同，將單列角接觸軸承的預(yù)緊分為GA（輕預(yù)緊）、GB（中預(yù)緊）、GC（重預(yù)緊）三個組別，用戶可參考SKF軸承手冊提供的預(yù)緊力矩進(jìn)行調(diào)整。
2. 理論公式法：
· 軸承預(yù)緊力的計(jì)算公式為：Fp = (Kf×Dm×P)/(10^3×β)，其中Fp為軸承預(yù)緊力（N），Kf為軸承的載荷系數(shù)（根據(jù)軸承類型和尺寸不同而有所不同），Dm為軸承的平均直徑（mm），P為軸承所承受的負(fù)荷（N），β為軸承的接觸角（弧度）。
· 需要注意的是，該公式計(jì)算出的預(yù)緊力僅為近似值，實(shí)際情況還需根據(jù)軸承的具體使用情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。
3. 直接測力法：
· 直接測量軸承中的預(yù)緊力是理論上最直接的方法，但在實(shí)際應(yīng)用中較為困難。因此，通常采用間接調(diào)整的方法，如通過測量摩擦力矩或軸向位移來間接推算預(yù)緊力。
4. 間接調(diào)整法：
· 使用預(yù)加載荷預(yù)緊量調(diào)整：通過在軸承配置部件預(yù)組裝的情況下，插入中隔圈、調(diào)節(jié)墊片或間隔圈來調(diào)整預(yù)緊量。這種方法需要精確計(jì)算和調(diào)整，以確保公稱預(yù)加載荷力的偏差值盡可能小。
· 使用摩擦力矩調(diào)整：在系列生產(chǎn)中常用，通過連續(xù)監(jiān)測摩擦力矩來調(diào)整預(yù)緊量。因?yàn)檩S承預(yù)加載荷和摩擦力矩之間存在確定的關(guān)系，一旦達(dá)到與所需預(yù)加載荷相應(yīng)的摩擦力矩，即可停止調(diào)整。但應(yīng)考慮不同防銹劑、潤滑條件或速度對摩擦力矩的影響。
五、結(jié)論
滾動軸承預(yù)緊量的選擇和計(jì)算是一個復(fù)雜的過程，需要綜合考慮軸承的工作條件、類型、預(yù)緊目的以及制造公差和安裝精度等多個因素。通過合理的預(yù)緊，可以顯著提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度、剛性、壽命和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合設(shè)備使用狀況，如油脂的種類、軸承的精度、運(yùn)行的環(huán)境等，采用經(jīng)驗(yàn)公式、理論公式、直接測力法或間接調(diào)整法等多種方法來最終確定預(yù)緊量的大小，并確保其偏差控制在一定范圍之內(nèi)。
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