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Products Classification你好,接待收看罗罗日记。本次报道的主要内容有: 1. 什么是轴承的预紧? 2. 什么是定位预紧和定压预紧? 3. 定压预紧和定位预紧各有什么优缺点? 4. 什么时候需要预紧?什么时候用定压预紧?什么时候用定位预紧? 5. 预紧量是几多?怎么测定预紧量? 6. 如何凭据速度,设定动态预紧力? 接下来接待收看详细内容。角接触球轴承的应用及力通报示意图 前几天,我在某站看到一个设计,内里用了角接触球轴承。
结构如上图。咋一看,似乎有点差池劲。
因为从力的通报来说,可以不用内定位套。例如,当力从轴的右边通报过来时,首先经由右边轴承的内圈,然后通报到其外圈,再从外圈通报到外定位套,再从这个外定位套,通报到左边轴承的外圈,最后从左轴承外圈通报到基座上。
同样的原理,如果有外力作用在轴的左边,力的路径也会像示意图中虚线所示的那样,最终通报到端盖上。所以,看起来不需要内定位套。那么,是这个设计有问题吗? 仔细想想,其实并不是。
这里的内定位套,实际上有一个作用,那就是设定轴承的初始预紧力。这种设定方法叫做定位预紧。其实另有一种预紧方法叫定压预紧。
这两个名字是不是在那里听过? 没错,我们在《滚珠丝杠和梯形丝杠有什么区别》那篇文章中也有提到。那么,什么是轴承的预紧?什么是定位预紧和定压预紧? 所谓预紧,就是让轴承的转动体和轴承的内外圈保持精密接触,这经常是需要施加一个外力来实现。以深沟球轴承为例来说明。有预紧和没有预紧的对比 图上3a所示,如果没有预紧,轴承顶部和轴之间有游隙,当轴受到向下的力时,轴承底部的球受压发生弹性变形,导致轴的理论轴线向下移动较大的距离。
而如果有预紧,也就是如图3b所示,因为转动体事先受到压力(轴向施加的压力),已经发生一定的弹性变形,再施加和图3a相同的径向压力时,底部的球也会发生弹性变形,可是变形的量,没有图3a所示的那么大。也就是说有预紧时,轴的理论轴线向下移动的距离减小。
这就是有预紧和没有预紧的区别:有预紧提高了刚性,固然同时也提高了传动精度。而预紧的焦点就在于,通过外部提前施加一个力,使得转动体和轴承内外圈精密接触,发生一定的弹性变形。
那么,对于我们上面一开始就提出的结构,我们再回过头来看一看。预紧力通报示意图其实左端的螺母,会施加一个向右的力,这个力一部门通过左边轴承的内圈作用在球体上,然后通报到外圈和外定位套上,一部门力通过轴承内圈通报到内定位套上。
固然,因为左端螺母的旋动会动员轴向左移动,轴右边的轴肩会施加一个力在右边轴承的内圈上,这个力也最终都通报到内定位套和外定位套上,和来自左边的力到达平衡。在内定位套质料和左端螺母施加的力一定时,预压力F1的巨细取决于内定位套的尺寸,因为它决议了轴承内圈可以到达的位置。
没错,这就是定位预紧的来源。可以想象一下,比力恰当的情况是,内定位套尺寸和外定位套尺寸相同,预紧力F1,通过内定位套发生一定的形变来施加。如果内定位套的尺寸变长,比力糟糕的情况是,螺母上的力无法施加到球体上,全部被内定位套吸收,不能发生预紧力。
如果内定位套的尺寸变短,比力糟糕的情况是,螺母上的力基础不会通报到内定位套上,全部被外定位套吸收,这个时候就相当于没有内定位套。OK,到这里,我们明确了什么是预紧,以及什么是定位预紧。
那么什么又是定压预紧?轴承定压预紧观点很简朴,就是靠螺旋弹簧或者海浪弹片等结构,施加一个恒定的压力。因为弹簧及弹片对微小位移不太敏感,所以它的预紧力颠簸很小,基本维持稳定,所以叫定压预压。到这里,我们发现,轴承的预紧和滚珠丝杠的预紧(甚至是导轨的预紧,好比交织滚柱导轨的预紧),本质上是一模一样的,都是让转动体和附着体精密接触,发生一定的弹性变形,以提高刚度和精度。好了,我们来总结一下定位预紧和定压预紧的优缺点,及实用情况。
定位和定压预紧对比工程中,我们用得最多的是3类轴承,角接触球轴承和圆锥滚子轴承,以及深沟球轴承。角接触球轴承和圆锥滚子轴承一定需要预紧。而深沟球轴承可以预紧,也可以不预紧。但最好有预紧,防止振动发生噪音,我们一般用波形弹簧来预紧,因为占用的空间比力少。
关于轴承的预紧结构,预紧的目的和预紧特征,预紧量等,这里有2张表格,我以为总结得不错,贴上来,留个记载,利便以后翻阅。轴承预紧对比(NTN)轴承预紧对比(KOYO)角接触球轴承的预紧量 需要注意的是,上面的预紧量,只是某品牌的推荐值,差别的厂家,推荐的预紧量有所差别,实际使用时,根据厂家的推荐使用就好。上面所说的,都是提前设定好预紧量,有些情况下,动态的预紧量更适合实际应用。
好比切削主轴。因为理论上,在高速时,离心力将会作用在轴承转动体上,这时用轻预紧较好,可以淘汰发烧延长轴承使用寿命。
可是,低速运行时,希望主轴有高刚性,所以又需要高预紧。这就要求凭据差别的速度,来决议差别的预紧力。怎么实现呢? 我相识到,有一些结构,好比下面这两幅图。
使用离心力动态调治预紧量 焦点调治结构是图中的离心装置(centrifugal device),离心装置中的黄色部件会受到绿色部件的离心压力和自身的离心力,而发生弹性变形,其两只脚会收缩与张开,从而实现对靠近它的右端轴承的预压调整。使用电磁铁动态调治预紧量 这个原理就更简朴了,使用电磁铁(electromagnet)的电流控制,实现电磁铁的着力控制,从而实现预紧弹簧(Preload Spring)的压力控制。固然,实际设计中,我们基本不会涉及到需要动态预紧的情况。这个也是我在翻阅资料时,无意间相识到的。
所以做个条记,万一哪天要做动态预紧,也利便找出来再研究研究。相关阅读: 滚珠丝杠和梯形丝杠有什么区别?各应用于什么场所?如何选用? 5个来自西欧优质电磁铁供应商,再也不怕选不到合适的电磁铁了。
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