【進口軸承專家】滾動軸承安裝預緊力的控制方法

  濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產滾動軸承和直線運動產品的領導企業---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應經濟發展需要而誕生的專業化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術支持，在機械行業技術方面有著非常豐富的經驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下滾動軸承安裝預緊力的控制方法。

  　在滾動軸承安裝以后，使滾動體與套圈滾道處于適當的預壓緊狀態，稱為滾動軸承的預緊。軸承預緊的目的是為了提高運轉中的轉動精度和支承剛度，減小振動和噪聲，并且減輕由于慣性轉矩等因素所引起的軸承滾動體相對于軸承內、外套滾道的相對滑動。角接觸軸承及對旋轉精度和剛度有較高要求的軸系通常都采用預緊方法。

　　預緊力是利用裝配過程中施加的外力給予軸承適當的預緊負荷。預緊力過小會使軸承工作時存在間隙，導致支承剛度和旋轉精度降低，引起振動和噪聲。預緊力過大會增加滾動體與內、外套圈滾道的摩擦，運轉時溫度升高過快，降低傳動效率，減少軸承壽命。只有施加合適的預緊力才可以消除軸向間隙，減小反向誤差，提高軸系回轉精度，降低振動及噪聲。給予軸承適當的預緊力，即使軸承經過一定時間的運轉后，軸承的相對位置略有變化，預先施加負荷仍然能使軸承內、外圈位置保持穩定，因此安裝時預緊力的控制十分重要的。

　　常用的軸向預緊方法可通過調整襯套或墊片的尺寸，獲得合適預緊量；也可通過對啟動摩擦力矩的控制來獲得合適的預緊力；還可使用預先調節固定預緊量的成對雙聯軸承來。經過施加軸向預載荷的軸承，在使用時其相對位置就會保持不變。軸承也可以用螺旋彈簧、定力矩扳手等施加合適預緊力。裝配中預緊力的確定方法：

　　1）經驗檢測法

　　經驗檢測法是憑借技術工人的在實踐中對力矩的感覺能力來判斷軸承的預緊情況。在軸系裝配過程中，對軸承施加預緊力，用手動的方法旋轉主軸，或者將軸系放入低速傳動測試系統中。通過雙手所受的阻力矩大小來感知主軸轉動的靈活性，雙手所受到的阻力矩就是軸上軸承的預緊力矩，這種方法雖然比較粗糙，但使用簡單，現已被大量有經驗的裝配工人采用，可作為產品裝配精度的初級檢測辦法使用。但此法工作效率低，勞動強度大，不適合精度要求較高的場合，且不能確定軸上最大載荷。這種辦法僅適合有經驗的操作工人完成。

　　2）測旋轉力矩法

　　用彈簧秤或簡單測力儀，在裝配中，將軸承與旋轉軸固定好，并保證軸能夠旋轉，然后將彈簧秤或簡單測力儀軸上。用彈簧秤沿軸切線方向施加拉力，內圈及軸共同旋轉，當讀數處于穩定狀態時，即為最終測量結果，通過測量出來力的大小，再乘以切線到軸心距離值，即為主軸上軸承預緊力矩值。

　　配對使用的角接觸球軸承均有摩擦力矩要求，在軸承的形式、內部參數和潤滑方式等方面一定的情況下，軸承的摩擦力矩與軸向載荷有著一定的對應關系，所以確定預緊力可以參考軸承的摩擦力矩。因此，通過對承受預緊載荷的成對軸承的摩擦力矩進行計算，將計算結果與實際摩擦力矩值測定值進行對照，以判斷軸承內部預緊力是否符合要求。

　　3）預先測預緊力法

　　在軸承安裝之前，采用與實際安裝相似的測試系統，對軸承進行預安裝，將軸承安裝在機構中，施加經過換算所需要的軸向預緊力F，測量軸承實際距離的d。測量數值即為軸承施加預緊力后，裝配中實際所需要的尺寸數值，這里面包含了軸承實際距離和軸承施加預緊力后的游隙調整尺寸，按照d加工隔套長度。

　　在實際安裝過程中，嚴格控制軸承內孔與軸的配合，必須使軸承內圈在軸頸處的配合即不松，又能靈活的沿軸向移動。要求內外圈裝配時，在軸頸及軸承座孔處一般以雙手大拇指剛能推入配合最為適當。然后通過調整套筒尺寸和外端軸承蓋尺寸，保證實際裝配尺寸d,如果有需要，在尺寸調整過程中，可以加入固定尺寸的調整墊片，以保證軸承預緊力的數值與預測值相接近。

　　4）軸承變形量的測量控制法

　　預先測量軸承摩擦力矩和軸向載荷的關系，將軸承放置在圓座體上，通過公式換算，可以通過重力或彈簧壓力控制在軸承內圈上施加給定一個與預緊力大小相等的負荷，軸承受力后，內外圈之間出軸向現尺寸差△K1和△K2，用杠桿千分表進行數值測定。在裝配軸承時，應對每個裝配的傳動軸軸承預緊力用專用千分表進行檢驗。如果施加的預緊載荷不足，可以加墊圈進行調整，使得軸承的游隙尺寸固定，從而保證預緊力在固定的范圍內。

　　5）用定力矩扳手

　　為了消除軸承內外環間隙，依靠螺母進行軸向固定的軸承，可以通過螺母扭轉軸向壓緊軸承內環，到達軸承預緊的目標。這種辦法是比較通用的辦法，其構造簡單，適用性強，這樣預緊軸承的預緊力易于控制，缺陷是無定量數據。但是經過測量最終的裝配軸向尺寸，加入適當的墊片，就可調整預緊力的大小。為了提高生產效率和裝配精度，生產中通常借助定力矩扳手完成裝配。定力矩扳手最主要特征就是：可以設定扭矩，并且扭矩可調。定力矩扳手既可初緊又可終緊，它的使用是先調節扭矩，再緊固螺栓。在軸承的裝配過程中，可進行預裝配，獲得預緊力所需要的擰緊力矩，然后進行裝配。

　　6）傳感器法

　　在要求較高的裝配過程中，我們可以借助傳感器實現測控。現代傳感器技術的飛速進步，使測量變得越來越簡捷。在軸承的裝配過程中可以選用轉矩傳感器。轉矩傳感器是將專用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應變橋，向應變橋提供電流即可測得該彈性軸受扭的電信號，將該應變信號放大后，經轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。得到的信號經過相關儀器或計算機處理便可顯示出轉矩值。借鑒以前的安裝方法,固定軸旋轉軸承座進行測量。運用按有轉矩傳感器專用的機械夾具夾持，在驅動設備的驅動下使軸承座體跟隨測量機共同旋轉，可以測量出該夾具所受的反作用力矩值，即軸承預緊力矩值。常見的驅動電機即可以充當驅動設備提供動力。

　　本文討論的提出研究軸承安裝預緊力的控制方法，對軸承的安裝有著實踐意義。調整好的主軸可以通過試運轉方法來檢驗，直到符合要求為止。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設備公司01銷售顧問

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