滾動(dòng)滾珠軸承施加預(yù)壓的目的是為了提高轉(zhuǎn)軸的跳動(dòng)精度及減振、降低噪音。如果選擇的預(yù)壓量或預(yù)壓方法不當(dāng)，可能導(dǎo)致壽命、噪音、發(fā)熱等軸承性能降低，振動(dòng)反而變大。因此，根據(jù)使用用途選擇合適的預(yù)壓量和預(yù)壓方法非常重要。

預(yù)壓的目的

在電機(jī)等設(shè)備中使用滾珠軸承時(shí)，一旦存在內(nèi)部游隙，則滾珠的游隙較大、軸承剛性較弱，所以軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)變大。如圖12-1所示那樣，事先施加軸向負(fù)載（Fa），將內(nèi)部游隙調(diào)節(jié)為“0”。如此事先施加軸向負(fù)載稱為“預(yù)壓”，施加預(yù)壓后，可減振、改善聲響性能。
但是，不僅要施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，而且相對(duì)滾珠軸承的要求性能，必須具備適當(dāng)?shù)念A(yù)壓量。
預(yù)壓量過大，可以提高剛性，但也會(huì)增大噪音或降低使用壽命。預(yù)壓量過小，無法抑制振動(dòng)，剛性也不夠，從而導(dǎo)致微動(dòng)磨損。因此，使用滾珠軸承時(shí)，設(shè)定預(yù)壓非常重要。

圖12-1

適當(dāng)預(yù)壓

預(yù)壓為軸承上的主要負(fù)載時(shí)，根據(jù)噪音壽命設(shè)定預(yù)壓量的標(biāo)準(zhǔn)，美蓓亞三美通過計(jì)算“ 壓強(qiáng)”推薦適當(dāng)預(yù)壓。

對(duì)滾動(dòng)滾珠軸承施加預(yù)壓（Fa）后，由于滾珠與滾道的接觸部發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生微小的橢圓狀的接觸面。壓強(qiáng)是指滾珠與滾道的接觸部產(chǎn)生的垂直分力（滾動(dòng)體負(fù)載：Q）除以接觸橢圓面積（S）的值。
在圖12-1 中，滾珠與滾道的接觸部產(chǎn)生的接觸橢圓（S）的面積為 S＝πab（mm2）。其中，π 為圓周率，a、b 分別為長軸、短軸半徑。

設(shè)平均壓強(qiáng)為P，則
P＝Q/S（MPa）。

大致標(biāo)準(zhǔn)請參照以下內(nèi)容。

超過10000小時(shí)的聲響壽命：平均壓強(qiáng)為800MPa以下的預(yù)壓量
5000～10000小時(shí)的聲響壽命（普通產(chǎn)品）：平均壓強(qiáng)為1000MPa左右的預(yù)壓量
5000小時(shí)以下的聲響壽命（注重剛性）：平均壓強(qiáng)為1500MPa左右的預(yù)壓量

根據(jù)額定動(dòng)負(fù)載（Cr）簡單設(shè)定預(yù)壓量時(shí)，如下所述。
超過10000小時(shí)的使用壽命：0.5/100?Cr～　1/100?Cr
5000～10000小時(shí)的使用壽命：　1/100?Cr～1.5/100?Cr
5000小時(shí)以下的使用壽命：1.5/100?Cr～　2/100?Cr

最大容許負(fù)載

一般而言，采用高碳鉻軸承鋼時(shí)，如果平均壓強(qiáng)超過2700MPa，則會(huì)導(dǎo)致塑性變形。因此，即使是短時(shí)負(fù)載，也需要確保平均壓強(qiáng)不超過2700MPa，從實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)來看，建議控制負(fù)載，使平均壓強(qiáng)在1600MPa 以下。
除預(yù)壓之外對(duì)軸施加的負(fù)載，也會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。因此，必須同時(shí)考慮非預(yù)壓負(fù)載。

預(yù)壓與剛性

預(yù)壓方法

預(yù)壓方法可分為“定位置預(yù)壓”（圖12-2）和“定壓預(yù)壓”（圖12-3）兩種。

定位置預(yù)壓

圖12-2　定位置預(yù)壓

是根據(jù)零件之間的位置關(guān)系施加預(yù)壓的方法。具有構(gòu)成零件單一、剛性較高的優(yōu)點(diǎn)。但是，可能會(huì)因溫度變化產(chǎn)生膨脹或收縮，預(yù)壓量也會(huì)發(fā)生變化。此外，也可能因構(gòu)成零件磨損而導(dǎo)致預(yù)壓量變化或預(yù)壓失效等。

定壓預(yù)壓

圖12-3　定壓預(yù)壓

是使用螺旋彈簧、防松墊圈等施加預(yù)壓的方法。具有預(yù)壓量隨溫度的變化較少的優(yōu)點(diǎn)。但也有構(gòu)成零件增多、剛性較低的缺點(diǎn)。

預(yù)壓方向

預(yù)壓方向可分為“正面組合（DF）”（圖12-4）和“背面組合（DB）”（圖12-5）兩種。

正面組合（DF）

圖12-4　正面組合（DF）

接觸角的交點(diǎn)朝向內(nèi)側(cè)，雖然對(duì)剛性不利，但是相對(duì)于安裝誤差的允許量變大。有時(shí)候考慮到用途結(jié)構(gòu)或組裝工序的簡化，可能會(huì)選用正面組合。

背面組合（DB）

圖12-5　背面組合（DB）

接觸角的交點(diǎn)朝向外側(cè)，剛性變高。提高剛性的同時(shí)還需要管理零件的精度。
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