轴承预紧基础知识解析
轴承是机械世界中的关键部件，帮助旋转设备平稳高效地运行。轴承预载是一种旨在优化其性能的工程策略。但究竟什么是轴承预紧，为什么它如此重要？
本博文介绍了轴承预紧的基础知识。它讨论了轴承预紧对各种应用中轴承寿命和性能的益处和影响。
了解轴承载荷和预紧力
在深入探讨轴承预紧的具体细节之前，让我们先弄清楚轴承载荷的含义。
什么是承重？
轴承载荷 是指轴承在运转过程中受到的力。这些力可以是静态的，也可以是动态的。载荷会影响轴承的运行方式、使用寿命和性能。轴承可以承受特定的载荷，超过这些限制会导致轴承提前损坏。
什么是轴承预紧力？
轴承预紧力是作用在滚动体和轴承套圈之间的力。它在没有任何外部载荷的情况下工作，在轴承内部起负游隙的作用。
轴承预紧的重要性
轴承预紧可消除标准轴承的间隙 球轴承.大多数向心球轴承都有内置 轴承间隙 以便自由移动。如果没有预紧力，这个空间会导致滚动体滑动而不是滚动，并可能导致滚道错位。
预紧使轴承部件保持接触，消除松动，使结构更加坚固。它具有以下优点
提高刚性和准确性
通过对轴承进行预加载，可以有效提高其刚性。这对于精确运动至关重要的应用尤其有益。预载轴承能保持更稳定的位置，从而提高系统的整体精度。
减少振动和噪音
振动会损害轴承的性能。预紧可通过保持轴承部件的持续接触来减少振动，从而降低噪音并延长机械的使用寿命。
最佳负载分布
预紧有助于在滚动体上更均匀地分配载荷。这种均匀分布可以防止不均匀磨损，从而使轴承更可靠、更持久。
轴承预紧的挑战
轴承预紧固然有益，但也并非没有挑战。不正确的预紧会导致发热增加、效率降低和过早失效等问题。
- 预紧力过大：预紧力过大会导致摩擦和发热过多，从而损坏制动器。 轴承润滑剂 甚至轴承。这会导致热膨胀问题、扭矩增大、疲劳和过早磨损。
- 预紧力不足：预紧力不足会导致轴承组件振动、噪音和间隙过大。这会导致操作不精确、滚道摩擦和加速磨损。
预紧力有多大？
为轴承系统选择合适的预紧力至关重要。它取决于轴承尺寸、所需刚度、扭矩、使用寿命和负载条件等因素。
预载场景
图 1.无间隙或过盈配合。所有滚动体都有载荷，导致过度磨损和发热。
图 2.自由状态下的标准游隙。刚性低，滚动体滑动或打滑。
图 3.施加适当的预紧力。确保系统刚性，减少振动，延长轴承寿命。
正确的预紧对于实现最佳性能、提供系统刚度、减少振动和延长轴承寿命至关重要。
如何对轴承进行预紧？
预紧轴承时要精确，因为预紧不足和预紧过度都会造成问题。以下是轴承预紧的方法：
固定预紧力
通过在轴承内部施加预定量的力来实现固定预紧。通过略微偏移滚道尺寸或使用弹簧来产生预紧力。在工作条件相对稳定和可预测的应用中使用固定预紧。
可调节预紧力
调整预紧力以满足各种需求，为不同用途提供灵活性。通过使用垫片、螺纹螺母或波形弹簧等技术实现这种调整。可调式预紧力非常适合工作条件多变或事先不甚了解的情况。
预紧力类型
径向预紧力
适用于 圆柱滚子轴承 由于其设计原因。
图 4 圆柱滚子轴承径向预紧
用于锥孔轴承：
- 将内环推到锥形座上。
- 形成过盈配合，扩大内环以获得必要的预紧力。
使用内部间隙规准确设置预紧力。
轴向预紧力
- 用于 推力球轴承 和 推力圆柱滚子轴承.
- 单列角接触球轴承 和 圆锥滚子轴承 需要轴向预紧力。以背靠背或面对面的方式将它们与第二个轴承安装在一起。
- 深沟球轴承 如果它们有较大的径向内部间隙（C3 或 C4）以形成接触角，也可以进行轴向预紧。
角接触球轴承的预紧力
角接触球轴承 滚珠轴承需要预紧力，以确保滚珠和滚道之间的持续接触。这可以通过以下方式实现
预装方法
轴向位移：
- 成套安装轴承（背靠背或面对面）。
图 5 背靠背
图 6 面对面
- 轴向移动一个轴承套圈。
- 考虑过盈配合和运行条件。
弹簧预紧力：
- 使用弹簧施加恒定的 轴向载荷.
- 适应热膨胀并保持预紧力。
- 不适合高刚度或可变载荷方向。
考虑因素
- 外部载荷：外部轴向力会改变预紧力，导致打滑和故障。调整预紧力或使用不同的接触角可避免这种情况。
- 调整：使用垫片微调预紧力。
请咨询工程服务部门了解最佳预紧方法，以确保轴承的性能和使用寿命。
轴承预紧的应用
预紧轴承是许多行业的普遍做法。在高速应用中，预紧对于防止打滑至关重要。在快速启动、停止或轻载或空载条件下尤其如此。
在大多数高精度应用中，轴承预紧对于提高系统刚度和位置精度也至关重要。
以下是轴承预紧至关重要的几种应用：
汽车行业
在使用汽车之前要调整车轮轴承。这一过程可确保车轮平稳转动，支撑车辆重量，而不会很快磨损。
航空航天
航空航天工业对精度和刚度的要求极高。飞机和宇宙飞船中的轴承都是根据这些严格要求预先设置的。
机床
机床主轴轴承 利用轴承预紧力提高精度和稳定性，从而生产出高质量的精密零件。
结论
在任何使用轴承的应用中，轴承的预紧力都是一个需要考虑的关键因素。工程师和技术人员可以通过了解轴承预紧力及其对轴承性能的影响来提高机械效率和使用寿命。无论是使用固定预紧力还是可调预紧力，都必须使用正确的预紧力，以避免潜在的并发症。
适当的轴承预紧可改善设备并防止出现问题。在 LILY Bearing，我们提供适合任何应用的各种轴承。
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