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本次报道的主要内容有：
1. 什么是轴承的预紧？
2. 什么是定位预紧和定压预紧？
3. 定压预紧和定位预紧各有什么优缺点？
4. 什么时候需要预紧？什么时候用定压预紧？什么时候用定位预紧？
5. 预紧量是多少？怎么测定预紧量？
6. 如何根据速度，设定动态预紧力？
接下来欢迎收看具体内容。
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角接触球轴承的应用及力传递示意图
前几天，我在某站看到一个设计，里面用了角接触球轴承。
结构如上图。
咋一看，好像有点不对劲。
因为从力的传递来说，可以不用内定位套。
例如，当力从轴的右边传递过来时，首先经过右边轴承的内圈，然后传递到其外圈，再从外圈传递到外定位套，再从这个外定位套，传递到左边轴承的外圈，最后从左轴承外圈传递到基座上。
同样的道理，假如有外力作用在轴的左边，力的路径也会像示意图中虚线所示的那样，最终传递到端盖上。
所以，看起来不需要内定位套。
那么，是这个设计有问题吗？
仔细想想，其实并不是。
这里的内定位套，实际上有一个作用，那就是设定轴承的初始预紧力。
这种设定方法叫做定位预紧。
其实还有一种预紧方法叫定压预紧。
这两个名字是不是在哪里听过？
没错，我们在《滚珠丝杠和梯形丝杠有什么区别》那篇文章中也有提到。
那么，什么是轴承的预紧？什么是定位预紧和定压预紧？
所谓预紧，就是让轴承的滚动体和轴承的内外圈保持紧密接触，这常常是需要施加一个外力来实现。
以深沟球轴承为例来说明。
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有预紧和没有预紧的对比
图上a所示，如果没有预紧，轴承顶部和轴之间有游隙，当轴受到向下的力时，轴承底部的球受压产生弹性变形，导致轴的理论轴线向下移动较大的距离。
而如果有预紧，也就是如图b所示，因为滚动体事先受到压力（轴向施加的压力），已经产生一定的弹性变形，再施加和图a相同的径向压力时，底部的球也会产生弹性变形，但是变形的量，没有图a所示的那么大。
也就是说有预紧时，轴的理论轴线向下移动的距离减小。
这就是有预紧和没有预紧的区别：有预紧提高了刚性，当然同时也提高了传动精度。
而预紧的核心就在于，通过外部提前施加一个力，使得滚动体和轴承内外圈紧密接触，产生一定的弹性变形。
那么，对于我们上面一开始就提出的结构，我们再回过头来看一看。
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预紧力传递示意图
其实左端的螺母，会施加一个向右的力，这个力一部分通过左边轴承的内圈作用在球体上，然后传递到外圈和外定位套上，一部分力通过轴承内圈传递到内定位套上。
当然，因为左端螺母的旋动会带动轴向左移动，轴右边的轴肩会施加一个力在右边轴承的内圈上，这个力也最终都传递到内定位套和外定位套上，和来自左边的力达到平衡。
在内定位套材料和左端螺母施加的力一定时，预压力F1的大小取决于内定位套的尺寸，因为它决定了轴承内圈可以到达的位置。
没错，这就是定位预紧的来历。
可以想象一下，比较恰当的情况是，内定位套尺寸和外定位套尺寸相同，预紧力F1，通过内定位套产生一定的形变来施加。
如果内定位套的尺寸变长，比较糟糕的情况是，螺母上的力无法施加到球体上，全部被内定位套吸收，不能产生预紧力。
如果内定位套的尺寸变短，比较糟糕的情况是，螺母上的力根本不会传递到内定位套上，全部被外定位套吸收，这个时候就相当于没有内定位套。
OK，到这里，我们明白了什么是预紧，以及什么是定位预紧。
那么什么又是定压预紧？
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轴承定压预紧概念
很简单，就是靠螺旋弹簧或者波浪弹片等结构，施加一个恒定的压力。
因为弹簧及弹片对微小位移不太敏感，所以它的预紧力波动很小，基本维持不变，所以叫定压预压。
到这里，我们发现，轴承的预紧和滚珠丝杠的预紧（甚至是导轨的预紧，比如交叉滚柱导轨的预紧），本质上是一模一样的，都是让滚动体和附着体紧密接触，产生一定的弹性变形，以提高刚度和精度。
好了，我们来总结一下定位预紧和定压预紧的优缺点，及实用情况。
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定位和定压预紧对比
工程中，我们用得最多的是3类轴承，角接触球轴承和圆锥滚子轴承，以及深沟球轴承。
角接触球轴承和圆锥滚子轴承一定需要预紧。
而深沟球轴承可以预紧，也可以不预紧。但最好有预紧，防止振动产生噪音，我们一般用波形弹簧来预紧，因为占用的空间比较少。
关于轴承的预紧结构，预紧的目的和预紧特征，预紧量等，这里有2张表格，我觉得总结得不错，贴上来，留个记录，方便以后翻阅。
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轴承预紧对比（NTN）
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轴承预紧对比（KOYO）
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角接触球轴承的预紧量
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需要注意的是，上面的预紧量，只是某品牌的推荐值，不同的厂家，推荐的预紧量有所不同，实际使用时，按照厂家的推荐使用就好。
上面所说的，都是提前设定好预紧量，有些情况下，动态的预紧量更适合实际应用。
比如切削主轴。
因为理论上，在高速时，离心力将会作用在轴承滚动体上，这时用轻预紧较好，可以减少发热延长轴承使用寿命。
但是，低速运行时，希望主轴有高刚性，所以又需要高预紧。
这就要求根据不同的速度，来决定不同的预紧力。
怎么实现呢？
我了解到，有一些结构，比如下面这两幅图。
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使用离心力动态调节预紧量
核心调节结构是图中的离心装置（centrifugal device），离心装置中的黄色部件会受到绿色部件的离心压力和自身的离心力，而产生弹性变形，其两只脚会收缩与张开，从而实现对靠近它的右端轴承的预压调整。
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使用电磁铁动态调节预紧量
这个原理就更简单了，利用电磁铁（electromagnet）的电流控制，实现电磁铁的出力控制，从而实现预紧弹簧（Preload Spring）的压力控制。
当然，实际设计中，我们基本不会涉及到需要动态预紧的情况。
这个也是我在翻阅资料时，无意间了解到的。
所以做个笔记，万一哪天要做动态预紧，也方便找出来再研究研究。
相关阅读：
《滚珠丝杠和梯形丝杠有什么区别？各应用于什么场合？如何选用？》
//www.szfco.com/thread-1010435-1-1.html
《5个来自欧美的优质电磁铁供应商，再也不怕选不到合适的电磁铁了》
//www.szfco.com/thread-984878-1-1.html
|ywjianghu发表于 08-22 08:16总结得蛮详细。<br>! o3 t; u" W& b& C( G G9 [8 F' H
如果能加上预紧力的测量，预紧力调整等实际如何操作内容，就更好了。<br>$ f2 h& i0 z, P, m" V* \
加油！
|zhufeng_hgp发表于 08-22 08:17学习了，感谢分享。
|任督二脉。。。发表于 08-22 08:45不错 学习了
|任督二脉。。。发表于 08-22 08:45不错 学习了
|譬如朝露发表于 08-22 09:36就这标题，容易被和谐了
|用户x发表于 08-22 10:23你就给我看这个？？？
|竹筠侠发表于 08-22 11:12记号，总结挺好的
4 Y2 C7 r: Y# L5 s7 S|上官逸枫发表于 08-22 15:07<img class="emotion" src="//www.szfco.com/static/image/smiley/default/handshake.gif" smilieid="17 border=" 0"="" alt=""><br>
|韩寒11发表于 08-22 20:08要是能换成中文的资料就好了，PDF那种
|C陈常伟发表于 08-22 21:26学习中<br>
|远祥发表于 08-23 14:25很专业，感谢楼主的精彩分享！
|流川1992发表于 08-23 20:54支持，写的非常详细，非常好
|szx7发表于 08-26 11:44Thanks for your share!<br>
|bearlord发表于 08-27 20:42还是习惯看必威APP精装版下载的文章啊<img class="emotion" src="//www.szfco.com/static/image/smiley/default/smile.gif" smilieid="1 border=" 0"="" alt="">
|溺水的咸鱼发表于 08-28 09:43专业、详细。想到我用角接触轴承的时候实在太粗糙了<img class="emotion" src="//www.szfco.com/static/image/smiley/default/sweat.gif" smilieid="10 border=" 0"="" alt="">
|17740081681发表于 09-02 17:32那是不是当有预紧力时轴承更易磨损
|siyuan6686发表于 09-11 11:31楼主怎么联系你，有个问题和您探讨一下
|joyboat发表于 09-13 20:46太棒了，正好是我需要的！~
罗罗日记 发表于 2020-9-13 23:06
公众号：罗罗日记
|wugehaoniu发表于 09-23 08:21好，真好。谢谢分享。赞，顶。
|wt0535发表于 10-06 09:50学习了，谢谢分享
罗罗日记 发表于 2020-10-9 17:02# E' E$ i9 p2 L# U. A1 A3 o8 R7 r
感谢支持
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