如何控制軸承的預(yù)緊力？如何測量軸承的預(yù)緊力？

羅羅日記

這篇日記，本來是準(zhǔn)備在9月初寫出來的。

但是8月28日，我突然出差，又沒帶電腦，所以就耽誤了下來。

8月份，我寫過一篇關(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，問了幾個問題。

其中一個問題是，怎么保證內(nèi)外隔套一樣長？

Three-eyed Raven的留言

在回答這個問題之前，得先回答另外一個問題，內(nèi)外隔套真的要做成一樣長嗎？

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，都是靠內(nèi)外隔圈的軸向相對位置錯動，來消除或者減小游隙，實現(xiàn)預(yù)緊。

但是，不同的廠家，所運用的定位預(yù)緊原理，其實還是有一點差別的。

比如NTN，他們的內(nèi)外隔圈，做成一樣長。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，那么可以靠內(nèi)隔圈的彈性變形，來實現(xiàn)預(yù)緊。

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

再比如NSK和SKF，他們的用法和NTN有一點差別。

這兩個供應(yīng)商，對于標(biāo)準(zhǔn)預(yù)緊，內(nèi)外隔圈做成一樣長即可。

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。

怎么不一樣？

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

軸承內(nèi)外圈的錯動量，會根據(jù)公差值不同而發(fā)生變化，從而形成不同的預(yù)緊力。

通過調(diào)整內(nèi)外隔圈的公差，來控制預(yù)緊力(NSK)

隔圈材料及尺寸（NSK）

增加或者減小預(yù)緊時，隔圈調(diào)整量（SKF）

調(diào)整預(yù)緊：內(nèi)外隔圈長度控制

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，或者控制在一定的公差范圍呢？ 目前，通常是通過研磨隔圈長度來實現(xiàn)。

加工時，讓內(nèi)外隔圈同心，同時研磨，即可獲得一樣的長度。再單獨研磨某一個隔圈，即可實現(xiàn)內(nèi)外隔圈長度略有不同。

同時，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。對于這一點，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？

因為端面不平，在預(yù)緊力作用下，軸承內(nèi)外圈，會產(chǎn)生不均勻的變形，影響預(yù)緊和運行精度。

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）。

基于以上說明，我們明白了，無論哪種方法，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，來消除部分或者全部游隙，實現(xiàn)預(yù)緊。

至于通過隔圈彈性變形也好，通過設(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，會導(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。

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)過這次的確認(rèn)，看來我們之前的長度控制，還是比較松的，我們一般給的長度公差是±0.05mm，很大的。

為何也沒什么問題？ 表面上，短期看確實沒問題。 但是長期來看，因為受力不合適，肯定對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，鞋子慢慢朝一個方向變形，就容易損壞。 所以，基于長期的觀念，最好按照要求嚴(yán)格控制。 長期有多長？ 在我的觀念里，是5到10年。

哈，說遠了，回到正題。

上面說了如何控制定壓預(yù)緊的預(yù)緊量。

那么如何測量預(yù)緊力？

上次，雖然在文中提出了怎么測量預(yù)緊力，但是最后并沒有講。

因為我們一般也沒去測量啊。

不過，趁這次機會，我學(xué)習(xí)了一下如何測量軸承的預(yù)緊力。

所以也分享一下。

有3種方法。

1. 啟動扭矩法：用拉力計測量啟動切向力，計算得到啟動扭矩。

啟動扭矩法測量軸承預(yù)緊力（KOYO）

啟動扭矩法測量軸承預(yù)緊力（NSK）

這個方法，適用于大預(yù)緊力的測量，比如滾珠絲杠固定，因為太小的預(yù)緊力，測量誤差大。

得到扭矩后，通過啟動扭矩和預(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，測量軸向位移，得到靜剛度。

此方法適用于球軸承預(yù)緊力測量，因為球軸承剛度，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。

軸向剛度法測量軸承預(yù)緊力（KOYO）

軸向剛度法測量軸承預(yù)緊力（NSK）

3. 固有頻率法：通過軸向給振動激勵測量頻率。

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

頻率法測量軸向剛度及預(yù)緊力（KOYO）

頻率法測量軸向剛度及預(yù)緊力（NSK） （圖片數(shù)量已超限，請移步公眾號查看：羅羅日記）

這三種方法各有優(yōu)缺點。

總結(jié)有如下的表格：

表格（圖片數(shù)量已超限，請移步公眾號查看：羅羅日記）

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

最后，還是欣賞幾張美圖，養(yǎng)養(yǎng)眼。（圖片數(shù)量已超限，請移步公眾號查看：羅羅日記）

定位預(yù)緊

定壓預(yù)緊

定位預(yù)緊三個力環(huán)

定壓預(yù)緊三個力環(huán)

相關(guān)閱讀：

軸承有哪兩種常用的預(yù)緊方式？

http://e-learninguniversity.com/thread-1019078-1-1.html

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