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機械社區

標題: 軸承有哪兩種常用的預緊方式？ [打印本頁]

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-21 23:01
標題: 軸承有哪兩種常用的預緊方式？

你好，歡迎收看羅羅日記。

本次報道的主要內容有：

1. 什么是軸承的預緊？

2. 什么是定位預緊和定壓預緊？

3. 定壓預緊和定位預緊各有什么優缺點？

4. 什么時候需要預緊？什么時候用定壓預緊？什么時候用定位預緊？

5. 預緊量是多少？怎么測定預緊量？

6. 如何根據速度，設定動態預緊力？

接下來歡迎收看具體內容。

[attach]507629[/attach]

角接觸球軸承的應用及力傳遞示意圖

前幾天，我在某站看到一個設計，里面用了角接觸球軸承。

結構如上圖。

咋一看，好像有點不對勁。

因為從力的傳遞來說，可以不用內定位套。

例如，當力從軸的右邊傳遞過來時，首先經過右邊軸承的內圈，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，看起來不需要內定位套。

那么，是這個設計有問題嗎？

仔細想想，其實并不是。

這里的內定位套，實際上有一個作用，那就是設定軸承的初始預緊力。

這種設定方法叫做定位預緊。

其實還有一種預緊方法叫定壓預緊。

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別》那篇文章中也有提到。

那么，什么是軸承的預緊？什么是定位預緊和定壓預緊？

所謂預緊，就是讓軸承的滾動體和軸承的內外圈保持緊密接觸，這常常是需要施加一個外力來實現。

以深溝球軸承為例來說明。

[attach]507630[/attach]

[attach]507631[/attach]

有預緊和沒有預緊的對比

圖上a所示，如果沒有預緊，軸承頂部和軸之間有游隙，當軸受到向下的力時，軸承底部的球受壓產生彈性變形，導致軸的理論軸線向下移動較大的距離。

而如果有預緊，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），已經產生一定的彈性變形，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。

也就是說有預緊時，軸的理論軸線向下移動的距離減小。

這就是有預緊和沒有預緊的區別：有預緊提高了剛性，當然同時也提高了傳動精度。

而預緊的核心就在于，通過外部提前施加一個力，使得滾動體和軸承內外圈緊密接觸，產生一定的彈性變形。

那么，對于我們上面一開始就提出的結構，我們再回過頭來看一看。

[attach]507632[/attach]

預緊力傳遞示意圖

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圈傳遞到內定位套上。

當然，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圈上，這個力也最終都傳遞到內定位套和外定位套上，和來自左邊的力達到平衡。

在內定位套材料和左端螺母施加的力一定時，預壓力F1的大小取決于內定位套的尺寸，因為它決定了軸承內圈可以到達的位置。

沒錯，這就是定位預緊的來歷。

可以想象一下，比較恰當的情況是，內定位套尺寸和外定位套尺寸相同，預緊力F1，通過內定位套產生一定的形變來施加。

如果內定位套的尺寸變長，比較糟糕的情況是，螺母上的力無法施加到球體上，全部被內定位套吸收，不能產生預緊力。

如果內定位套的尺寸變短，比較糟糕的情況是，螺母上的力根本不會傳遞到內定位套上，全部被外定位套吸收，這個時候就相當于沒有內定位套。

OK，到這里，我們明白了什么是預緊，以及什么是定位預緊。

那么什么又是定壓預緊？

[attach]507633[/attach]

軸承定壓預緊概念

很簡單，就是靠螺旋彈簧或者波浪彈片等結構，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，所以它的預緊力波動很小，基本維持不變，所以叫定壓預壓。

到這里，我們發現，軸承的預緊和滾珠絲杠的預緊（甚至是導軌的預緊，比如交叉滾柱導軌的預緊），本質上是一模一樣的，都是讓滾動體和附著體緊密接觸，產生一定的彈性變形，以提高剛度和精度。

好了，我們來總結一下定位預緊和定壓預緊的優缺點，及實用情況。

[attach]507634[/attach]

定位和定壓預緊對比

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緊。

而深溝球軸承可以預緊，也可以不預緊。但最好有預緊，防止振動產生噪音，我們一般用波形彈簧來預緊，因為占用的空間比較少。

關于軸承的預緊結構，預緊的目的和預緊特征，預緊量等，這里有2張表格，我覺得總結得不錯，貼上來，留個記錄，方便以后翻閱。

[attach]507635[/attach]

軸承預緊對比（NTN）

! \5 c! m0 Z8 D, D+ V5 @0 c: {9 K" P

[attach]507636[/attach]

軸承預緊對比（KOYO）

T7 o7 t" X! Z# [+ _8 N

[attach]507637[/attach]

角接觸球軸承的預緊量

3 o6 r- W( \$ R$ n; f) Y

需要注意的是，上面的預緊量，只是某品牌的推薦值，不同的廠家，推薦的預緊量有所不同，實際使用時，按照廠家的推薦使用就好。

上面所說的，都是提前設定好預緊量，有些情況下，動態的預緊量更適合實際應用。

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，這時用輕預緊較好，可以減少發熱延長軸承使用壽命。

但是，低速運行時，希望主軸有高剛性，所以又需要高預緊。

這就要求根據不同的速度，來決定不同的預緊力。

怎么實現呢？

我了解到，有一些結構，比如下面這兩幅圖。

[attach]507638[/attach]

使用離心力動態調節預緊量

核心調節結構是圖中的離心裝置（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，而產生彈性變形，其兩只腳會收縮與張開，從而實現對靠近它的右端軸承的預壓調整。

[attach]507639[/attach]

使用電磁鐵動態調節預緊量

這個原理就更簡單了，利用電磁鐵（electromagnet）的電流控制，實現電磁鐵的出力控制，從而實現預緊彈簧（Preload Spring）的壓力控制。

當然，實際設計中，我們基本不會涉及到需要動態預緊的情況。

這個也是我在翻閱資料時，無意間了解到的。

所以做個筆記，萬一哪天要做動態預緊，也方便找出來再研究研究。

相關閱讀：

《滾珠絲杠和梯形絲杠有什么區別？各應用于什么場合？如何選用？》

http://www.hrhome.com.cn/thread-1010435-1-1.html

《5個來自歐美的優質電磁鐵供應商，再也不怕選不到合適的電磁鐵了》

http://www.hrhome.com.cn/thread-984878-1-1.html

$ B0 v3 M7 a+ w- o; w

作者: ywjianghu 時間: 2020-8-22 08:16
總結得蠻詳細。
如果能加上預緊力的測量，預緊力調整等實際如何操作內容，就更好了。
加油！

作者: zhufeng_hgp 時間: 2020-8-22 08:17
學習了，感謝分享。

作者: 任督二脈。。。 時間: 2020-8-22 08:45
不錯學習了

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 09:29

|ywjianghu發表于 08-22 08:16總結得蠻詳細。<br>8 E6 I% D; r! {0 q9 p; A; G
如果能加上預緊力的測量，預緊力調整等實際如何操作內容，就更好了。<br>7 c" Y% {, N' e# q* M/ R( l% E
加油！

感謝提出寶貴意見！

作者: 譬如朝露 時間: 2020-8-22 09:36
就這標題，容易被和諧了

作者: 用戶x 時間: 2020-8-22 10:23
你就給我看這個？？？

作者: 竹筠俠 時間: 2020-8-22 11:12
記號，總結挺好的

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:28

|zhufeng_hgp發表于 08-22 08:17學習了，感謝分享。

感謝支持

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:28

|任督二脈。。。發表于 08-22 08:45不錯學習了

感謝支持

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:28

|任督二脈。。。發表于 08-22 08:45不錯學習了

感謝支持

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:29

|譬如朝露發表于 08-22 09:36就這標題，容易被和諧了

別誤會，這里說的裸照是剖視圖

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:30

|用戶x發表于 08-22 10:23你就給我看這個？？？

老鐵還想看點啥，[哈哈]

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-22 11:31

|竹筠俠發表于 08-22 11:12記號，總結挺好的

感想老鐵頂帖

作者: 上官逸楓 時間: 2020-8-22 15:07

作者: 韓寒11 時間: 2020-8-22 20:08
要是能換成中文的資料就好了，PDF那種

作者: 未來第一站 時間: 2020-8-22 20:08
實在不會的可以直接按樣本選成對的角接觸軸承。

作者: C陳常偉 時間: 2020-8-22 21:26
學習中

作者: 遠祥 時間: 2020-8-23 14:25
很專業，感謝樓主的精彩分享！

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-23 16:37

|上官逸楓發表于 08-22 15:07<img class="emotion" src="http://www.hrhome.com.cn/static/image/smiley/default/handshake.gif" smilieid="17 border=" 0"="" alt=""><br>

[握手]

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-23 16:49

|韓寒11發表于 08-22 20:08要是能換成中文的資料就好了，PDF那種

我有NSK, NTN, SKF, KOYO, TIMKEN等資料，目前只有NSK和KOYO的有中文版的，有需要的可以來取，公眾號（羅羅日記）后臺回復【軸承預緊】即可，打包給你

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-23 17:13

|C陳常偉發表于 08-22 21:26學習中<br>

感謝支持

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-23 17:13

|遠祥發表于 08-23 14:25很專業，感謝樓主的精彩分享！

多謝老鐵支持！

作者: 流川1992 時間: 2020-8-23 20:54
支持，寫的非常詳細，非常好

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-23 20:57

|流川1992發表于 08-23 20:54支持，寫的非常詳細，非常好

感謝老鐵頂帖！

作者: 機械學生魯班 時間: 2020-8-24 13:59
學習了

作者: yz061800 時間: 2020-8-24 18:31
學習了，不錯????

作者: szx7 時間: 2020-8-26 11:44
Thanks for your share!

作者: flyhorse369 時間: 2020-8-26 12:29
圓錐滾子軸承的預緊是最經典的，毫無疑問
樓主說的角接觸軸承內外套，外套是死的，不傳遞力；內套相當于限定了初始預緊的最大力。
說到底看是看內外套的尺寸控制。樓主研究挺深入的。

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-26 12:37

|szx7發表于 08-26 11:44Thanks for your share!<br>

U’re welcome

作者: bearlord 時間: 2020-8-27 20:42
還是習慣看論壇的文章啊

作者: 溺水的咸魚 時間: 2020-8-28 09:43
專業、詳細。想到我用角接觸軸承的時候實在太粗糙了

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-30 17:28

|bearlord發表于 08-27 20:42還是習慣看論壇的文章啊<img class="emotion" src="http://www.hrhome.com.cn/static/image/smiley/default/smile.gif" smilieid="1 border=" 0"="" alt="">

是嗎，哈，論壇是你的初戀是不是

作者: 羅羅日記 時間: 2020-8-30 17:28

|溺水的咸魚發表于 08-28 09:43專業、詳細。想到我用角接觸軸承的時候實在太粗糙了<img class="emotion" src="http://www.hrhome.com.cn/static/image/smiley/default/sweat.gif" smilieid="10 border=" 0"="" alt="">

謝老鐵支持！

作者: freeding 時間: 2020-8-31 21:59
寫的挺好

作者: 0976/2018 時間: 2020-9-2 17:32
那是不是當有預緊力時軸承更易磨損

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-4 23:07

|freeding發表于 08-31 21:59寫的挺好

感謝老鐵支持！

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-4 23:08

|17740081681發表于 09-02 17:32那是不是當有預緊力時軸承更易磨損

適當的預緊力還好，太大了就容易磨損了

作者: 5555a 時間: 2020-9-6 19:45
感謝支持

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-6 19:53

|5555a發表于 09-06 19:45感謝支持

【握手】

作者: siyuan6686 時間: 2020-9-11 11:31
樓主怎么聯系你，有個問題和您探討一下

作者: joyboat 時間: 2020-9-13 20:46
太棒了，正好是我需要的！~

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-13 23:06

|siyuan6686發表于 09-11 11:31樓主怎么聯系你，有個問題和您探討一下

公眾號：羅羅日記

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-13 23:06

|joyboat發表于 09-13 20:46太棒了，正好是我需要的！~

是嗎，還不感謝我

作者: ywjianghu 時間: 2020-9-22 09:44

羅羅日記發表于 2020-9-13 23:066 ?; e( L: `; L$ b2 e7 T, l
公眾號：羅羅日記

關注了您的公眾號。
很帥的小伙子！

作者: wugehaoniu 時間: 2020-9-23 08:21
好，真好。謝謝分享。贊，頂。

作者: 羅羅日記 時間: 2020-9-23 08:25

|wugehaoniu發表于 09-23 08:21好，真好。謝謝分享。贊，頂。

感謝老鐵支持

作者: wt0535 時間: 2020-10-6 09:50
學習了，謝謝分享

作者: 羅羅日記 時間: 2020-10-9 17:02

|wt0535發表于 10-06 09:50學習了，謝謝分享

感謝支持

作者: wt0535 時間: 2020-11-16 15:32

羅羅日記發表于 2020-10-9 17:024 W2 q0 {/ ^2 Q; t
感謝支持

關注公眾號了，成長記錄

作者: 874474485 時間: 2023-8-31 15:11
受益匪淺

作者: 阿東aj 時間: 2024-4-21 21:18
謝謝分享

作者: 菜又愛玩 時間: 2024-4-28 11:43

作者: FKUEDEJXSQ2 時間: 2024-7-25 09:48
666

作者: litaomu 時間: 2025-1-16 11:07
如果內定位套的尺寸變短，比較糟糕的情況是，螺母上的力根本不會傳遞到內定位套上，全部被外定位套吸收，這個時候就相當于沒有內定位套。
沒明白這里的糟糕指的是什么，沒內定位套（或內定位套較短），對這個預緊有什么影響嗎？

作者: 強walls76 時間: 2025-3-6 09:33
多謝分享

作者: 莞具 時間: 2025-3-14 13:41
謝謝分享

作者: 軒石123 時間: 2025-3-19 22:04
謝謝分享

歡迎光臨機械社區 (http://www.hrhome.com.cn/)

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