羅玉福，羅 愷

1.大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧大連 116300

2.沈陽市裝備制造工程學(xué)校，遼寧沈陽 110026

在滾動(dòng)軸承安裝以后，使?jié)L動(dòng)體與套圈滾道處于適當(dāng)?shù)念A(yù)壓緊狀態(tài)，稱為滾動(dòng)軸承的預(yù)緊。軸承預(yù)緊的目的是為了提高運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)動(dòng)精度和支承剛度，減小振動(dòng)和噪聲，并且減輕由于慣性轉(zhuǎn)矩等因素所引起的軸承滾動(dòng)體相對于軸承內(nèi)、外套滾道的相對滑動(dòng)。角接觸軸承及對旋轉(zhuǎn)精度和剛度有較高要求的軸系通常都采用預(yù)緊方法。

預(yù)緊力是利用裝配過程中施加的外力給予軸承適當(dāng)?shù)念A(yù)緊負(fù)荷。預(yù)緊力過小會(huì)使軸承工作時(shí)存在間隙，導(dǎo)致支承剛度和旋轉(zhuǎn)精度降低，引起振動(dòng)和噪聲。預(yù)緊力過大會(huì)增加滾動(dòng)體與內(nèi)、外套圈滾道的摩擦，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度升高過快，降低傳動(dòng)效率，減少軸承壽命。只有施加合適的預(yù)緊力才可以消除軸向間隙，減小反向誤差，提高軸系回轉(zhuǎn)精度，降低振動(dòng)及噪聲。給予軸承適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，即使軸承經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，軸承的相對位置略有變化，預(yù)先施加負(fù)荷仍然能使軸承內(nèi)、外圈位置保持穩(wěn)定，因此安裝時(shí)預(yù)緊力的控制十分重要的。

常用的軸向預(yù)緊方法可通過調(diào)整襯套或墊片的尺寸，獲得合適預(yù)緊量；也可通過對啟動(dòng)摩擦力矩的控制來獲得合適的預(yù)緊力；還可使用預(yù)先調(diào)節(jié)固定預(yù)緊量的成對雙聯(lián)軸承來。經(jīng)過施加軸向預(yù)載荷的軸承，在使用時(shí)其相對位置就會(huì)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(yù)緊力。裝配中預(yù)緊力的確定方法：

1）經(jīng)驗(yàn)檢測法

經(jīng)驗(yàn)檢測法是憑借技術(shù)工人的在實(shí)踐中對力矩的感覺能力來判斷軸承的預(yù)緊情況。在軸系裝配過程中，對軸承施加預(yù)緊力，用手動(dòng)的方法旋轉(zhuǎn)主軸，或者將軸系放入低速傳動(dòng)測試系統(tǒng)中。通過雙手所受的阻力矩大小來感知主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，雙手所受到的阻力矩就是軸上軸承的預(yù)緊力矩，這種方法雖然比較粗糙，但使用簡單，現(xiàn)已被大量有經(jīng)驗(yàn)的裝配工人采用，可作為產(chǎn)品裝配精度的初級檢測辦法使用。但此法工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)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(jīng)驗(yàn)的操作工人完成。

2）測旋轉(zhuǎn)力矩法

用彈簧秤或簡單測力儀，在裝配中，將軸承與旋轉(zhuǎn)軸固定好，并保證軸能夠旋轉(zhuǎn)，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(nèi)圈及軸共同旋轉(zhuǎn)，當(dāng)讀數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，即為最終測量結(jié)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(yù)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(nèi)部參數(shù)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(yīng)關(guān)系，所以確定預(yù)緊力可以參考軸承的摩擦力矩。因此，通過對承受預(yù)緊載荷的成對軸承的摩擦力矩進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際摩擦力矩值測定值進(jìn)行對照，以判斷軸承內(nèi)部預(yù)緊力是否符合要求。

3）預(yù)先測預(yù)緊力法

在軸承安裝之前，采用與實(shí)際安裝相似的測試系統(tǒng)，對軸承進(jìn)行預(yù)安裝，將軸承安裝在機(jī)構(gòu)中，施加經(jīng)過換算所需要的軸向預(yù)緊力F，測量軸承實(shí)際距離的d。測量數(shù)值即為軸承施加預(yù)緊力后，裝配中實(shí)際所需要的尺寸數(shù)值，這里面包含了軸承實(shí)際距離和軸承施加預(yù)緊力后的游隙調(diào)整尺寸，按照d加工隔套長度。

在實(shí)際安裝過程中，嚴(yán)格控制軸承內(nèi)孔與軸的配合，必須使軸承內(nèi)圈在軸頸處的配合即不松，又能靈活的沿軸向移動(dòng)。要求內(nèi)外圈裝配時(shí)，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(dāng)。然后通過調(diào)整套筒尺寸和外端軸承蓋尺寸，保證實(shí)際裝配尺寸d,如果有需要，在尺寸調(diào)整過程中，可以加入固定尺寸的調(diào)整墊片，以保證軸承預(yù)緊力的數(shù)值與預(yù)測值相接近。

4）軸承變形量的測量控制法

預(yù)先測量軸承摩擦力矩和軸向載荷的關(guān)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(nèi)圈上施加給定一個(gè)與預(yù)緊力大小相等的負(fù)荷，軸承受力后，內(nèi)外圈之間出軸向現(xiàn)尺寸差△K1和△K2，用杠桿千分表進(jìn)行數(shù)值測定。在裝配軸承時(shí)，應(yīng)對每個(gè)裝配的傳動(dòng)軸軸承預(yù)緊力用專用千分表進(jìn)行檢驗(yàn)。如果施加的預(yù)緊載荷不足，可以加墊圈進(jìn)行調(diào)整，使得軸承的游隙尺寸固定，從而保證預(yù)緊力在固定的范圍內(nèi)。

5）用定力矩扳手

為了消除軸承內(nèi)外環(huán)間隙，依靠螺母進(jìn)行軸向固定的軸承，可以通過螺母扭轉(zhuǎn)軸向壓緊軸承內(nèi)環(huán)，到達(dá)軸承預(yù)緊的目標(biāo)。這種辦法是比較通用的辦法，其構(gòu)造簡單，適用性強(qiáng)，這樣預(yù)緊軸承的預(yù)緊力易于控制，缺陷是無定量數(shù)據(jù)。但是經(jīng)過測量最終的裝配軸向尺寸，加入適當(dāng)?shù)膲|片，就可調(diào)整預(yù)緊力的大小。為了提高生產(chǎn)效率和裝配精度，生產(chǎn)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(shè)定扭矩，并且扭矩可調(diào)。定力矩扳手既可初緊又可終緊，它的使用是先調(diào)節(jié)扭矩，再緊固螺栓。在軸承的裝配過程中，可進(jìn)行預(yù)裝配，獲得預(yù)緊力所需要的擰緊力矩，然后進(jìn)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(shí)現(xiàn)測控?，F(xiàn)代傳感器技術(shù)的飛速進(jìn)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(zhuǎn)矩傳感器。轉(zhuǎn)矩傳感器是將專用的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，向應(yīng)變橋提供電流即可測得該彈性軸受扭的電信號，將該應(yīng)變信號放大后，經(jīng)轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。得到的信號經(jīng)過相關(guān)儀器或計(jì)算機(jī)處理便可顯示出轉(zhuǎn)矩值。借鑒以前的安裝方法,固定軸旋轉(zhuǎn)軸承座進(jìn)行測量。運(yùn)用按有轉(zhuǎn)矩傳感器專用的機(jī)械夾具夾持，在驅(qū)動(dòng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下使軸承座體跟隨測量機(jī)共同旋轉(zhuǎn)，可以測量出該夾具所受的反作用力矩值，即軸承預(yù)緊力矩值。常見的驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可以充當(dāng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力。

本文討論的提出研究軸承安裝預(yù)緊力的控制方法，對軸承的安裝有著實(shí)踐意義。調(diào)整好的主軸可以通過試運(yùn)轉(zhuǎn)方法來檢驗(yàn)，直到符合要求為止。

[1]田景亮.機(jī)床安裝與精度檢測[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]王金偉，趙丹.預(yù)緊力對滾動(dòng)軸承游隙的影響[J].咸陽：紡織器材，2007.

[3]王碩桂，夏源明.過盈配合量和預(yù)緊力對高速角接觸球軸承剛度的影響[J].合肥：中國科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006.