軸承知識(shí)
軸承預(yù)緊方式和轉(zhuǎn)速的影響
2021-12-17賽特勒斯軸承科技有限公司
軸承的軸向預(yù)緊力方式有兩種一種是定壓預(yù)緊力,另一種是定位預(yù)緊力。定壓預(yù)緊下,隨轉(zhuǎn)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(yù)緊下,軸承徑向,軸向和角剛度均隨轉(zhuǎn)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(yù)緊載荷的影響
隨著預(yù)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(yù)緊相比,這一影響對(duì)定壓預(yù)緊比較顯著。這是于預(yù)緊載荷增加使內(nèi)外圈接觸角增大,同時(shí)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(yù)緊載荷引起的接觸載荷和接觸角變化,與轉(zhuǎn)速和零件位移引起的變化相比較小,因此,對(duì)軸承剛度的影響有限。這也是定位預(yù)緊下的變化小于定壓預(yù)緊的原因。
2、溝道曲率半徑的影響
隨著內(nèi)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(yù)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(shí)可以不考慮它對(duì)剛度的影響。
3、球數(shù)的影響
定位預(yù)緊下,球數(shù)增加使徑向、軸向和角剛度略有增加。球數(shù)增加使剛度增加,但同樣預(yù)緊載荷下,球數(shù)增多將使接觸載荷減小,它們共同作用的結(jié)果雖然能使軸承的剛度增加,但較少。
定壓預(yù)緊下,球數(shù)增加使徑向剛度隨之明顯增加,而當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí)軸向和角剛度反而隨之降低,但變化很小。這是由于定壓預(yù)緊下,球數(shù)增加盡管使內(nèi)圈接觸載荷減小,但同時(shí)使內(nèi)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(shù)增加時(shí)應(yīng)相應(yīng)提高預(yù)緊載荷,只有當(dāng)接觸載荷相同時(shí)一,增加球數(shù)才能使軸承剛度增加。
4、球徑的影晌
定位預(yù)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(nèi)圈接觸角增加,但同時(shí)使內(nèi)外圈接觸載荷增大,它們聯(lián)合作用的結(jié)果使軸承剛度增大。由于定位預(yù)緊下離心力變化對(duì)接觸載荷的影響較小,因此球徑變化對(duì)剛度的影響很小。
定壓預(yù)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(nèi)外圈接觸角減小,外圈接觸載荷增加,而內(nèi)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(huì)降低剛度性能。這也從理論上證明了減小徑球是目前主軸軸承的發(fā)展趨勢(shì)之一。
5、初始接觸角的影晌
定位預(yù)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(shí),相同預(yù)緊載荷下接觸載荷減小。
定壓預(yù)緊下,初始接觸角增大使徑向剛度顯著減小;低速時(shí),軸向和角剛度增加,高速時(shí),基本沒有變化。這是由于定壓預(yù)緊下,內(nèi)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(duì)外圈接觸角基本沒有影響。同樣, 初始接觸角增大,相同預(yù)緊載荷下接觸載荷減小。
因此,定位預(yù)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(yù)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。