1.4 滚动轴承的预紧与刚度

1.4.1 滚动轴承的预紧

一般滚动轴承在工作状态下都具有一定的游隙。但为了达到特定的目的，在装置轴承时，通过一定的调整方法使轴承获得一定的内部载荷，以负游隙状态使用，这种使用方法称为预紧。对滚动轴承而言，适当的预紧具有以下几点用途：

1）提高旋转精度。轴承预紧后，消除了内部游隙，每个滚动体都承受着一定的预载荷，从各个方向支承套圈，可以提高旋转精度，使轴在轴向和径向能正确定位，提高轴的旋转精度。

2）提高刚度。滚动体与滚道接触处都是弹性接触，可以把滚动体看作弹簧，预紧后的轴承，各个方向都有弹簧支承，而且有一定的预压量，承受载荷的滚动体数目比有游隙时多，因此可以提高刚度。

3）提高轴承的寿命。预紧后，受载滚动体数增加，每个滚动体受的载荷减小了，同时可以把载荷比较均匀地分布在每个滚动体上，所以可以提高轴承的寿命。

4）提高轴承的阻尼和降低噪声。预紧使滚动体与滚道间建立起稳定的油膜，提高了滚动体与滚道间的阻尼，可以提高支承结构的动态特性和降低噪声。

5）改善角接触球轴承的动态性能。在高速旋转的角接触球轴承中，适当预紧可以防止钢球发生陀螺旋转，防止或减小钢球的公转打滑，还可以控制钢球的自旋滑动。

6）控制滚动体公转及自转的打滑现象。

7）补偿运行中的磨损。

预紧的具体方法就是在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一定的轴向力，以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生预变形，以保持内、外套圈的全部滚动体处于均匀的压紧状态。预紧后的轴承受到工作载荷时，其内、外圈的径向及轴向相对移动量要比未预紧的轴承大幅减小。

滚动轴承的预紧方式，按预载荷的方向可分为轴向预紧和径向预紧两类，一般多采用轴向预紧。

1.轴向预紧

轴向预紧，就是在安装时采用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体内、外圈接触处产生初变形。按照施加预紧载荷的方法，轴向预紧又可分为定位预紧和定压预紧两种。通过调整套筒的长度或垫圈厚度给轴承施加预载荷的方法称为定位预紧，定位预紧可显著提高支承系统的轴向刚度。通过弹簧实现预紧的方法称为定压预紧。与定位预紧相比，在同样预载荷下，定压预紧对支承系统轴向刚度的增加不显著。在高速运转中，要求旋转精度高，且要防止滚动体发生滑动时，宜采用定压预紧。要求高刚度时一般采用定位预紧。图1-30所示为常见的轴承轴向预紧方法。

图1-30 常见的轴承轴向预紧方法

1—垫圈 2—凸缘垫片 3—螺纹圆环

2.径向预紧

利用过盈配合，或利用紧定套、退卸套使内圈胀大，以消除径向游隙并实现预紧的方法称为径向预紧。与轴向预紧不同，径向预紧的目的不是用来消除较大的初始位移，而是使更多的滚动体承受载荷，从而降低滚动体的最大载荷。另外也可利用它来减轻滚动体打滑、提高旋转精度等。