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你好,，歡迎收看羅羅日記,。 本次報道的主要內(nèi)容有： 1. 什么是軸承的預(yù)緊,？ 2. 什么是定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊？ 3. 定壓預(yù)緊和定位預(yù)緊各有什么優(yōu)缺點,？ 4. 什么時候需要預(yù)緊,？什么時候用定壓預(yù)緊？什么時候用定位預(yù)緊,？ 5. 預(yù)緊量是多少,？怎么測定預(yù)緊量？ 6. 如何根據(jù)速度,，設(shè)定動態(tài)預(yù)緊力,？ 接下來歡迎收看具體內(nèi)容。 角接觸球軸承的應(yīng)用及力傳遞示意圖 前幾天,，我在某站看到一個設(shè)計,，里面用了角接觸球軸承。 結(jié)構(gòu)如上圖,。 咋一看,，好像有點不對勁。 因為從力的傳遞來說,，可以不用內(nèi)定位套,。 例如，當(dāng)力從軸的右邊傳遞過來時,，首先經(jīng)過右邊軸承的內(nèi)圈,，然后傳遞到其外圈，再從外圈傳遞到外定位套,，再從這個外定位套,，傳遞到左邊軸承的外圈，最后從左軸承外圈傳遞到基座上,。 同樣的道理，假如有外力作用在軸的左邊,，力的路徑也會像示意圖中虛線所示的那樣,，最終傳遞到端蓋上。 所以,，看起來不需要內(nèi)定位套,。 那么，是這個設(shè)計有問題嗎,？ 仔細(xì)想想,，其實并不是。 這里的內(nèi)定位套，實際上有一個作用,，那就是設(shè)定軸承的初始預(yù)緊力,。 這種設(shè)定方法叫做定位預(yù)緊。 其實還有一種預(yù)緊方法叫定壓預(yù)緊,。 這兩個名字是不是在哪里聽過,？ 沒錯，我們在《滾珠絲杠和梯形絲杠有什么區(qū)別》那篇文章中也有提到,。 那么,，什么是軸承的預(yù)緊？什么是定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊,？ 所謂預(yù)緊,，就是讓軸承的滾動體和軸承的內(nèi)外圈保持緊密接觸，這常常是需要施加一個外力來實現(xiàn),。 以深溝球軸承為例來說明,。 有預(yù)緊和沒有預(yù)緊的對比 圖上a所示，如果沒有預(yù)緊,，軸承頂部和軸之間有游隙,，當(dāng)軸受到向下的力時，軸承底部的球受壓產(chǎn)生彈性變形,，導(dǎo)致軸的理論軸線向下移動較大的距離,。 而如果有預(yù)緊，也就是如圖b所示,，因為滾動體事先受到壓力（軸向施加的壓力）,，已經(jīng)產(chǎn)生一定的彈性變形，再施加和圖a相同的徑向壓力時,，底部的球也會產(chǎn)生彈性變形,，但是變形的量，沒有圖a所示的那么大,。 也就是說有預(yù)緊時,，軸的理論軸線向下移動的距離減小。 這就是有預(yù)緊和沒有預(yù)緊的區(qū)別：有預(yù)緊提高了剛性,，當(dāng)然同時也提高了傳動精度,。 而預(yù)緊的核心就在于，通過外部提前施加一個力,，使得滾動體和軸承內(nèi)外圈緊密接觸,，產(chǎn)生一定的彈性變形。 那么,，對于我們上面一開始就提出的結(jié)構(gòu),，我們再回過頭來看一看,。 預(yù)緊力傳遞示意圖 其實左端的螺母，會施加一個向右的力,，這個力一部分通過左邊軸承的內(nèi)圈作用在球體上,，然后傳遞到外圈和外定位套上，一部分力通過軸承內(nèi)圈傳遞到內(nèi)定位套上,。 當(dāng)然,，因為左端螺母的旋動會帶動軸向左移動，軸右邊的軸肩會施加一個力在右邊軸承的內(nèi)圈上,，這個力也最終都傳遞到內(nèi)定位套和外定位套上,，和來自左邊的力達(dá)到平衡。 在內(nèi)定位套材料和左端螺母施加的力一定時,，預(yù)壓力F1的大小取決于內(nèi)定位套的尺寸,，因為它決定了軸承內(nèi)圈可以到達(dá)的位置。 沒錯,，這就是定位預(yù)緊的來歷,。 可以想象一下，比較恰當(dāng)?shù)那闆r是,，內(nèi)定位套尺寸和外定位套尺寸相同,，預(yù)緊力F1，通過內(nèi)定位套產(chǎn)生一定的形變來施加,。 如果內(nèi)定位套的尺寸變長,，比較糟糕的情況是，螺母上的力無法施加到球體上,，全部被內(nèi)定位套吸收,，不能產(chǎn)生預(yù)緊力。 如果內(nèi)定位套的尺寸變短,，比較糟糕的情況是,，螺母上的力根本不會傳遞到內(nèi)定位套上，全部被外定位套吸收,，這個時候就相當(dāng)于沒有內(nèi)定位套,。 OK，到這里,，我們明白了什么是預(yù)緊,，以及什么是定位預(yù)緊。 那么什么又是定壓預(yù)緊,？ 軸承定壓預(yù)緊概念 很簡單，就是靠螺旋彈簧或者波浪彈片等結(jié)構(gòu),，施加一個恒定的壓力,。 因為彈簧及彈片對微小位移不太敏感,，所以它的預(yù)緊力波動很小，基本維持不變,，所以叫定壓預(yù)壓,。 到這里，我們發(fā)現(xiàn),，軸承的預(yù)緊和滾珠絲杠的預(yù)緊（甚至是導(dǎo)軌的預(yù)緊,，比如交叉滾柱導(dǎo)軌的預(yù)緊），本質(zhì)上是一模一樣的,，都是讓滾動體和附著體緊密接觸,，產(chǎn)生一定的彈性變形，以提高剛度和精度,。 好了,，我們來總結(jié)一下定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊的優(yōu)缺點，及實用情況,。 定位和定壓預(yù)緊對比 工程中,，我們用得最多的是3類軸承，角接觸球軸承和圓錐滾子軸承,，以及深溝球軸承,。 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承一定需要預(yù)緊。 而深溝球軸承可以預(yù)緊,，也可以不預(yù)緊,。但最好有預(yù)緊，防止振動產(chǎn)生噪音,，我們一般用波形彈簧來預(yù)緊,，因為占用的空間比較少。 關(guān)于軸承的預(yù)緊結(jié)構(gòu),，預(yù)緊的目的和預(yù)緊特征,，預(yù)緊量等，這里有2張表格,，我覺得總結(jié)得不錯,，貼上來，留個記錄,，方便以后翻閱,。 軸承預(yù)緊對比（NTN）
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軸承預(yù)緊對比（KOYO）
2 q/ S; }4 E1 P6 l, o
角接觸球軸承的預(yù)緊量 4 q9 n& A& O8 a) e0 ~5 I; P
需要注意的是，上面的預(yù)緊量,，只是某品牌的推薦值,，不同的廠家，推薦的預(yù)緊量有所不同,，實際使用時,，按照廠家的推薦使用就好,。 上面所說的，都是提前設(shè)定好預(yù)緊量,，有些情況下,，動態(tài)的預(yù)緊量更適合實際應(yīng)用。 比如切削主軸,。 因為理論上,，在高速時，離心力將會作用在軸承滾動體上,，這時用輕預(yù)緊較好,，可以減少發(fā)熱延長軸承使用壽命。 但是,，低速運行時,，希望主軸有高剛性，所以又需要高預(yù)緊,。 這就要求根據(jù)不同的速度,，來決定不同的預(yù)緊力。 怎么實現(xiàn)呢,？ 我了解到,，有一些結(jié)構(gòu)，比如下面這兩幅圖,。 使用離心力動態(tài)調(diào)節(jié)預(yù)緊量 核心調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)是圖中的離心裝置（centrifugal device）,，離心裝置中的黃色部件會受到綠色部件的離心壓力和自身的離心力，而產(chǎn)生彈性變形,，其兩只腳會收縮與張開,，從而實現(xiàn)對靠近它的右端軸承的預(yù)壓調(diào)整。 使用電磁鐵動態(tài)調(diào)節(jié)預(yù)緊量 這個原理就更簡單了,，利用電磁鐵（electromagnet）的電流控制,，實現(xiàn)電磁鐵的出力控制，從而實現(xiàn)預(yù)緊彈簧（Preload Spring）的壓力控制,。 當(dāng)然,，實際設(shè)計中，我們基本不會涉及到需要動態(tài)預(yù)緊的情況,。 這個也是我在翻閱資料時,，無意間了解到的。 所以做個筆記,，萬一哪天要做動態(tài)預(yù)緊,，也方便找出來再研究研究。 相關(guān)閱讀： 《滾珠絲杠和梯形絲杠有什么區(qū)別？各應(yīng)用于什么場合,？如何選用,？》 http://97307.cn/thread-1010435-1-1.html 《5個來自歐美的優(yōu)質(zhì)電磁鐵供應(yīng)商,，再也不怕選不到合適的電磁鐵了》 http://97307.cn/thread-984878-1-1.html : Z u6 P: J! [$ k+ A. ^+ e
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發(fā)表于 2020-8-21 23:01:44
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