轴承预紧方式和转速的影响

赛特勒斯轴承科技有限公司

轴承的轴向预紧力方式有两种一种是定压预紧力，另一种是定位预紧力。定压预紧下，随转速的提高轴承径向刚度略有增加，而轴向和角刚度迅速降低。定位预紧下，轴承径向，轴向和角刚度均随转速的提高而迅速增加，但轴向和角刚度的增加比较平缓。

1、预紧载荷的影响

随着预紧载荷的增加，轴承的径向、轴向和角刚度随之略有增加，但影响很小。与定位预紧相比，这一影响对定压预紧比较显著。这是于预紧载荷增加使内外圈接触角增大，同时也使接触载荷增加，从而使径向、轴向和角刚度都有所增大。但是，预紧载荷引起的接触载荷和接触角变化，与转速和零件位移引起的变化相比较小，因此，对轴承刚度的影响有限。这也是定位预紧下的变化小于定压预紧的原因。

2、沟道曲率半径的影响

随着内外圈沟道曲率半径的增大，径向、轴向和角刚度随之减小，但是这一影响很小，只有定位预紧下刚度的变化稍为明显一些，这是由于沟道曲率半径增大使接触变形量增大。因此，一般选择沟道曲率半径时可以不考虑它对刚度的影响。

3、球数的影响

定位预紧下，球数增加使径向、轴向和角刚度略有增加。球数增加使刚度增加，但同样预紧载荷下，球数增多将使接触载荷减小，它们共同作用的结果虽然能使轴承的刚度增加，但较少。

定压预紧下，球数增加使径向刚度随之明显增加，而当转速增加到一定值时轴向和角刚度反而随之降低，但变化很小。这是由于定压预紧下，球数增加尽管使内圈接触载荷减小，但同时使内圈接触角减小，它们的共同作用使轴承径向刚度明显增加，而轴向和角刚度略有减小。

因此，球数增加时应相应提高预紧载荷，只有当接触载荷相同时一，增加球数才能使轴承刚度增加。

4、球径的影晌

定位预紧下，球径增大，径向、轴向和角刚度随之略有增加。球径增大使球的离心力增大，外圈接触角减小，内圈接触角增加，但同时使内外圈接触载荷增大，它们联合作用的结果使轴承刚度增大。由于定位预紧下离心力变化对接触载荷的影响较小，因此球径变化对刚度的影响很小。

定压预紧下，球径增大径向刚度随之增加，而轴向和角刚度反而降低，但影响较小。这是由于球径增大使球的离心力增大，内外圈接触角减小，外圈接触载荷增加，而内圈接触载荷基本不变，因此径向刚度增加，而轴向和角刚度略有降低。因此，减小球径不仅改善速度性能，而且不会降低刚度性能。这也从理论上证明了减小径球是目前主轴轴承的发展趋势之一。

5、初始接触角的影晌

定位预紧下，初始接触角增大使径向刚度显著减小，轴向和角刚度明显增加。这是由于初始接触角增大，接触刚度的径向分量降低，轴向分量增加，同时，相同预紧载荷下接触载荷减小。

定压预紧下，初始接触角增大使径向刚度显著减小;低速时，轴向和角刚度增加，高速时，基本没有变化。这是由于定压预紧下，内外圈允许轴向位移，为了保持力的平衡，外圈接触角几乎接近于0，初始接触角大小对外圈接触角基本没有影响。同样, 初始接触角增大，相同预紧载荷下接触载荷减小。

因此，定位预紧下增大轴承初始接触角可以提高轴向和角刚度，而定压预紧下增大初始接触角不仅不能提高轴向和角刚度，反而降低径向刚度。