角接触轴承的组配和预紧技术及影响

2、角接触轴承的预紧方式
 
      角接触球轴承在使用过程中通常采用轴向预紧，其预紧方式有定位预紧和定压预紧两种，如图2所示：

        定位预紧：是通过组配轴承本身或预选定的内外圈隔套使组配轴承的间距保持不变，从而使轴承获得合适的预紧，由于受轴承工作状态及外部环境的影响，轴承座尺寸及轴承部件也会产生相应变化，进而影响到轴承的预紧状态。采用该预紧方式有利于提高轴承的刚性,但要注意预载荷的变化对轴承性能的影响。
 
        定压预紧：是利用螺旋弹簧、蝶形弹簧等弹性元件，使轴承在支承部位得到合适的预紧。采用定压预紧，轴承在正常工况下的运动不会影响预载荷，但轴承刚度等级较低，故适用于高速旋转的场合，但不适用于需要高刚度、承载方向改变或者可能出现不确定冲击载荷的轴承应用中。
 
3、外载荷对预紧轴承组轴向位移的影响
 
       对于定位预紧的组配轴承，其所受预紧力更容易受到外载荷的影响。承受纯轴向载荷Fa的角接触球轴承，球所受最大载荷为：

       根据 Hertz接触理论，纯轴向载荷作用下角接触球轴承的轴向位移为：

        将（1）代入（2）式得：
 

3.1、DB型
 
       不同接触角轴承DB组配后的预载及受载位移如图3所示，在预紧力F0作用下，轴承A和轴承B的内圈端面将贴合在一起，其轴向位移分别为

       外部轴向载荷对预紧轴承组轴向位移的影响如图4所示，由于轴承A和轴承B具有不同的接触角，二者力与位移的曲线差别较大，在相同轴向载荷作用下，轴承A的变形量小于轴承B。在外载荷F_a作用下，轴承A为承载端，轴承A的轴向位移增加δ´_0A ，轴承B的轴向位移减小δ´_0A；当Fa增大至F_aA时，δ´_0A=δ´_0B，此时轴承B卸载，故F_aA为此状态下的卸载力，轴承A的总位移为

联立(5)~(7)式得 F_aA=5.90F₀。故对于图3所示轴承组，其外载荷 F_aA 最大应不超过预紧力 F₀ 的 5.9倍 ，否则将使轴承A发生卸载现象 ，导致该轴承过早失效 。

同理 ，在外载荷 F´_a 作用下 ，轴承 B为承载端 ， 轴承B轴向位移增加 δ´_0B，轴承A轴向位移减小δ´_0B；当F´_a增大至 FaB时 ，δ´_0B = δ´_0A，轴承 A卸载 ，故 F_aB为此状态下的卸载力 ，轴承B总位移为
 

联立 (5)，(6)，(8)式可得 F_aB= 1.73F₀，故 对于图 3所示轴承组 ，其外载荷F_aB最大不超过预紧力的1.73倍 ，否则将使轴承B发生卸载现象 ，导致该轴承过早失效 。

3.2、TBT型

三联TBT组配型轴承如图5所示，其外载荷对预紧轴承组轴向位移的影响同样可用图4表示，由于轴承AA端为2套轴承串联，故在外载荷F_aA作用下，AA端每套轴承所受的预紧力和轴向力分别为F₀/2和F_aA/2，轴承B所受预紧力仍为F₀，即

       在外载荷FaB情况下，AA端每套轴承所受的预紧力为F0/2，轴承B所受预紧力和轴向力为F0和FaB，联立(6)，(8，9)式可得FaB=1.45F0。
 
3.3、QBC及DBT型
 
      对于图1所示的四联组配轴承，其外载荷和最小预紧力的关系也可按上述方法求解，经计算，QBC型组配轴承为FaA= 5. 90F0，FaB=1.73F0；DBT型组配轴承为FaA= 13. 66F0，FaB=1.33F0。
 
4、卸载力对比
 
      由上述计算可知，对于图1所示的4种组配方式，不同方向所能承受的最大外载荷(卸载力)不同。不同接触角轴承组配与相同接触角轴承组配的卸载力见表1

      从表1中可以看出，与采用相同接触角轴承组配相比，采用不同接触角轴承组配可以使B端轴承在不出现卸载条件下，提高主承载端(A端)轴承承载能力。
 
5、结论可知：
 
1)角接触球轴承不仅可以采用相同接触角的轴承进行组配，同样可以采用具有不同接触角的轴承组配，且组配方式多种多样。
 
2)与采用具有相同接触角的组配轴承相比，在相同的预紧力及组配方式下，采用不同接触角轴承进行组配可以使主承载端承载能力增强。
 
3) 采用具有不同接触角的轴承进行组配时，轴承组非主承载端承载能力相对较低，在使用过程中要注意方向性。
 
 
 
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