如何控制軸承的預(yù)緊力?如何測(cè)量軸承的預(yù)緊力?

公眾號(hào):羅羅日記

這篇日記,本來(lái)是準(zhǔn)備在9月初寫出來(lái)的。


但是8月28日,我突然出差,又沒(méi)帶電腦,所以就耽誤了下來(lái)。


8月份,我寫過(guò)一篇關(guān)于軸承預(yù)緊的文章。


關(guān)于角接觸球軸承的預(yù)緊,讀者朋友,Three-eyed Raven,在日記后面留言,問(wèn)了幾個(gè)問(wèn)題。


其中一個(gè)問(wèn)題是,怎么保證內(nèi)外隔套一樣長(zhǎng)?


Three-eyed Raven的留言



在回答這個(gè)問(wèn)題之前,得先回答另外一個(gè)問(wèn)題,內(nèi)外隔套真的要做成一樣長(zhǎng)嗎?


在咨詢了專業(yè)供應(yīng)商之后,回答是:基本尺寸相同,但公差不一定相同。


雖然定位預(yù)緊,都是靠?jī)?nèi)外隔圈的軸向相對(duì)位置錯(cuò)動(dòng),來(lái)消除或者減小游隙,實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。


但是,不同的廠家,所運(yùn)用的定位預(yù)緊原理,其實(shí)還是有一點(diǎn)差別的。


比如NTN,他們的內(nèi)外隔圈,做成一樣長(zhǎng)。但是內(nèi)外隔圈壁厚,可以不同,或者材料可以不同。


如果內(nèi)隔圈壁厚小一些,那么可以靠?jī)?nèi)隔圈的彈性變形,來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。


靠軸承內(nèi)隔圈產(chǎn)生彈性變形,實(shí)現(xiàn)預(yù)緊(NTN)


再比如NSK和SKF,他們的用法和NTN有一點(diǎn)差別。


這兩個(gè)供應(yīng)商,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊,內(nèi)外隔圈做成一樣長(zhǎng)即可。


標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊,就是按照廠家推薦的預(yù)緊力使用。


但是對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊應(yīng)用,比如滾珠絲杠固定端,想要調(diào)整預(yù)緊力,那么內(nèi)外隔圈,需要做成不一樣長(zhǎng)。


怎么不一樣?


他們主要是靠?jī)?nèi)外隔圈的公差控制,使得內(nèi)外隔圈的長(zhǎng)度略有不同。


軸承內(nèi)外圈的錯(cuò)動(dòng)量,會(huì)根據(jù)公差值不同而發(fā)生變化,從而形成不同的預(yù)緊力。



通過(guò)調(diào)整內(nèi)外隔圈的公差,來(lái)控制預(yù)緊力(NSK)




隔圈材料及尺寸(NSK)




增加或者減小預(yù)緊時(shí),隔圈調(diào)整量(SKF)



A,B,C,D,表示預(yù)壓從小到大,依次增加


那么,具體是怎么保證做到一樣長(zhǎng),或者控制在一定的公差范圍呢??目前,通常是通過(guò)研磨隔圈長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。


加工時(shí),讓內(nèi)外隔圈同心,同時(shí)研磨,即可獲得一樣的長(zhǎng)度。再單獨(dú)研磨某一個(gè)隔圈,即可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外隔圈長(zhǎng)度略有不同。


同時(shí),隔圈端面的平行度也非常重要。



內(nèi)隔圈材料及端面平行度(SKF)


NSK規(guī)定,端面平行度小于等于3um。對(duì)于這一點(diǎn),SKF要求更加嚴(yán)格,要求在1-2um。


為什么端面平行度如此重要?


因?yàn)槎嗣娌黄?,在預(yù)緊力作用下,軸承內(nèi)外圈,會(huì)產(chǎn)生不均勻的變形,影響預(yù)緊和運(yùn)行精度。


而且,SKF還規(guī)定,隔圈材料為優(yōu)質(zhì)鋼,硬度在45-60HRC。而NSK則規(guī)定隔圈材料為SUJ2(高碳鉻軸承鋼)。


基于以上說(shuō)明,我們明白了,無(wú)論哪種方法,其本質(zhì)上是相同的,那就是:依靠軸承內(nèi)外圈之間的軸向位移,來(lái)消除部分或者全部游隙,實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。


至于通過(guò)隔圈彈性變形也好,通過(guò)設(shè)定的公差也罷,都是手段。我們只需要記住本質(zhì),形式上就可以變化多端了。


剛剛說(shuō)了內(nèi)外隔圈,那么,外側(cè)的端蓋和軸承座之間,是不是也需要控制好間隙?


必須的。



端蓋預(yù)緊量0.01mm-0.05mm(NSK)




端蓋的預(yù)壓量0.01mm-0.02mm(NTN)


對(duì)于角接觸球軸承,NSK推薦,端蓋和軸承座之間的間隙,大致在0.01mm-0.05mm之間。


而NTN推薦值,則是在0.01mm-0.02mm之間。


如果端蓋和基座間的間隙太大,在鎖螺釘時(shí),會(huì)導(dǎo)致軸承外圈的滾道面圓度下降,特別是當(dāng)螺釘分布太少時(shí)。




端蓋和軸承座間的間隙,如何影響軸承外圈滾道面的圓度(NSK)


經(jīng)過(guò)這次的確認(rèn),看來(lái)我們之前的長(zhǎng)度控制,還是比較松的,我們一般給的長(zhǎng)度公差是±0.05mm,很大的。


為何也沒(méi)什么問(wèn)題??表面上,短期看確實(shí)沒(méi)問(wèn)題。?但是長(zhǎng)期來(lái)看,因?yàn)槭芰Σ缓线m,肯定對(duì)軸承的壽命有不利的影響。


就像穿鞋子,如果一只腳經(jīng)常向內(nèi)側(cè),或者外側(cè)傾斜,鞋子慢慢朝一個(gè)方向變形,就容易損壞。?所以,基于長(zhǎng)期的觀念,最好按照要求嚴(yán)格控制。?長(zhǎng)期有多長(zhǎng)??在我的觀念里,是5到10年。


哈,說(shuō)遠(yuǎn)了,回到正題。


上面說(shuō)了如何控制定壓預(yù)緊的預(yù)緊量。


那么如何測(cè)量預(yù)緊力?


上次,雖然在文中提出了怎么測(cè)量預(yù)緊力,但是最后并沒(méi)有講。


因?yàn)槲覀円话阋矝](méi)去測(cè)量啊。


不過(guò),趁這次機(jī)會(huì),我學(xué)習(xí)了一下如何測(cè)量軸承的預(yù)緊力。


所以也分享一下。


有3種方法。


[if !supportLists]1.[endif]?啟動(dòng)扭矩法:用拉力計(jì)測(cè)量啟動(dòng)切向力,計(jì)算得到啟動(dòng)扭矩。


啟動(dòng)扭矩法測(cè)量軸承預(yù)緊力(KOYO)



啟動(dòng)扭矩法測(cè)量軸承預(yù)緊力(NSK)


這個(gè)方法,適用于大預(yù)緊力的測(cè)量,比如滾珠絲杠固定,因?yàn)樘〉念A(yù)緊力,測(cè)量誤差大。


得到扭矩后,通過(guò)啟動(dòng)扭矩和預(yù)緊力的關(guān)系估出預(yù)緊力。



2.?推力靜剛度法:施加軸向力,測(cè)量軸向位移,得到靜剛度。


此方法適用于球軸承預(yù)緊力測(cè)量,因?yàn)榍蜉S承剛度,隨預(yù)緊力變化較大。


而圓柱滾子軸承剛度,隨預(yù)緊力變化不大。


軸向剛度法測(cè)量軸承預(yù)緊力(KOYO)



軸向剛度法測(cè)量軸承預(yù)緊力(NSK)


3.?固有頻率法:通過(guò)軸向給振動(dòng)激勵(lì)測(cè)量頻率。


這個(gè)方法,適用于角接觸球軸承,測(cè)量靈敏度高,但容易受到裝配,固定夾具的影響。


頻率法測(cè)量軸向剛度及預(yù)緊力(KOYO)



頻率法測(cè)量軸向剛度及預(yù)緊力(NSK)



這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。


總結(jié)有如下的表格:




好了,到這里,我們基本上弄明白了,怎么控制預(yù)緊力,和怎么測(cè)量預(yù)緊力。


最后,還是欣賞幾張美圖,養(yǎng)養(yǎng)眼。


定位預(yù)緊




定壓預(yù)緊


定位預(yù)緊三個(gè)力環(huán)




定壓預(yù)緊三個(gè)力環(huán)

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