在国内很多实际场合,人们更倾向于靠经验来控制预紧力,而不是死算。这主要是因为国内轴承精度的一致性相对较差,加上对预紧力的控制方法不够规范,所以经验法更常见。
轴承紧力的计算公式是什么?
对于中度或重度预紧,主要是为了在转速不高的情况下提高轴承的承载力和刚度。轻度预紧保证游隙为零或略大,而中度或重度预紧则会让游隙变为负值,以增强刚性。
不过考虑到安装配合和温度变化引起的材料变形,加工时通常会预留正向游隙。为了在高精密工况下使用,安装配合后会采取特定措施施加预紧力,调整内外套圈位置。
预紧力的大小分为轻度、中度和重度三种。当轴承需要高速运转且要求平稳时,应该实施轻度预紧,这主要是为了减少非接触区内滚动体与滚道间因游隙产生的窜动。
轴承预紧力的计算非常复杂,不能简单套用一个公式,必须先深入计算轴承的内部结构参数。这包括沟曲率、钢球曲率以及材料性能等关键因素,只有把这些内部细节都考虑进去,才能得出准确的预紧力数值。
角接触球轴承在高速机床主轴上使用时,必须进行预紧,这是为了保证性能。但需要注意预紧也有个限度,预紧太过度会造成轴承工作温升过高,容易导致轴承早期失效。
从理论角度讲,轴承在零游隙甚至负游隙的条件下运转才是最平稳的。这个时候轴承的刚度能得到最有效的发挥,而且运转时的噪音也是最低的,所以理论上应保证轴承在此条件下工作。
需要预紧的轴承型号非常多,基本覆盖了所有常规型号。特别是高精密场合用到的所有类型轴承,如深沟球轴承、角接触球轴承、推力轴承类、圆锥滚子轴承等,通常都需要进行预紧。
算出预紧力后,还需要将其转化为螺栓的扭矩,因为在实际操作中,预紧力通常是通过螺栓来施加的。大家一般会使用扭矩扳手来精确施加这个预紧力,确保安装的准确性。
如果预紧力太小,轴承在高速运转时又无法平稳运行。为了解决这个问题,目前市场上已经开发出预紧力可变调整机构,可以灵活应对不同工况下的预紧需求。
通过调整内外套圈的位置,可以调整轴承游隙,使得轴承工作时的游隙值变为零或负值。这样做可以保证在高精密运转下,轴承依然能够保持平稳运行的状态。