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    軸承預緊方式和轉速的影響

    2024-01-06

    軸承的軸向預緊力方式有兩種一種是定壓預緊力,另一種是定位預緊力。定壓預緊下,隨轉速的提高軸承徑向剛度略有增加,而軸向和角剛度迅速降低。定位預緊下,軸承徑向,軸向和角剛度均隨轉速的提高而迅速增加,但軸向和角剛度的增加比較平緩。
    1、預緊載荷的影響
    隨著預緊載荷的增加,軸承的徑向、.軸向和角剛度隨之略有增加,但影響很小。與定位預緊相比,這一影響對定壓預緊比較顯著。這是山于預緊載荷增加使內外圈接觸角增大,同時也使接觸載荷增加,從而使徑向、軸向和角剛度都有所增大。但是,預緊載荷引起的接觸載荷和接觸角變化,與轉速和零件位移引起的變化相比較小,因此,對軸承剛度的影響有限。這也是定位預緊下的變化小于定壓預緊的原因。
    2、溝道曲率半徑的影響
    隨著內外圈溝道曲率半徑的增大,徑向、軸向和角剛度隨之減小,但是這一影響很小,只有定位預緊下剛度的變化稍為明顯一些,這是由于溝道曲率半徑增大使接觸變形量增大。因此,一般選擇溝道曲率半徑時可以不考慮它對剛度的影響。
    3、球數的影響
    定位預緊下,球數增加使徑向、軸向和角剛度略有增加。球數增加使剛度增加,但同樣預緊載荷下,球數增多將使接觸載荷減小,它們共同作用的結果雖然能使軸承的剛度增加,但較少。
    定壓預緊下,球數增加使徑向剛度隨之明顯增加,而當轉速增加到一定值時軸向和角剛度反而隨之降低,但變化很小。這是由于定壓預緊下,球數增加盡管使內圈接觸載荷減小,但同時使內圈接觸角減小,它們的共同作用使軸承徑向剛度明顯增加,而軸向和角剛度略有減小。
    因此,球數增加時應相應提高預緊載荷,只有當接觸載荷相同時一,增加球數才能使軸承剛度增加。
    4、球徑的影晌
    定位預緊下,球徑增大,徑向、軸向和角剛度隨之略有增加。球徑增大使球的離心力增大,外圈接觸角減小,內圈接觸角增加,但同時使內外圈接觸載荷增大,它們聯合作用的結果使軸承剛度增大。由一于定位預緊下離心力變化對接觸載荷的影響較小,因此球徑變化對剛度的影響很小。
    定壓預緊下,球徑增大徑向剛度隨之增加,而軸向和角剛度反而降低,但影響較小。這是由于球徑增大使球的離心力增大,內外圈接觸角減小,外圈接觸載荷增加,而內圈接觸載荷基本不變,因此徑向剛度增加,而軸向和角剛度略有降低。因此,減小球徑不僅改善速度性能,而且不會降低剛度性能。這也從理論卜證明了減小徑球是目前主軸軸承的發展趨勢之一。
    5、初始接觸角的影晌
    定位預緊下,初始接觸角增大使徑向剛度顯著減小,軸向和角剛度明顯增加。這是由于初始接觸角增大,接觸剛度的徑向分量降低,軸向分量增加,同時,相同預緊載荷下接觸載荷減小。
    定壓預緊下,初始接觸角增大使徑向剛度顯著減小;低速時,軸向和角剛度增加,高速時,基本沒有變化。這是由于定壓預緊下,內外圈允許軸向位移,為了保持力的平衡,外圈接觸角幾乎接近于0,初始接觸角大小對外圈接觸角基本沒有影響。同樣, 初始接觸角增大,相同預緊載荷下接觸載荷減小。
    因此,定位預緊下增大軸承初始接觸角可以提高軸向和角剛度,而定壓預緊下增大初始接觸角不僅不能提高軸向和角剛度,反而降低徑向剛度。

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