关于机床滚动轴承和滚珠丝杠的预紧方法分析

张云贺

  F# Q1 q( |' }$ w! A* ?0 s! v摘 要：在工业生产中，机床占据着重要的地位。而在机床的组成结构中，机床的滚动轴承和滚珠丝杠是重要的组成成员，它们在机床的传送系统中起着决定性的作用。尤其是其预紧的程度直接影响机床加工产品的质量及精度。本文介绍了滚动轴承和滚珠丝杠的预紧方法来消除间隙，以期能使机床加工出更高质量、高水平的产品。
　　常见的机床由主传动部件、进给传动部件、工作装夹装置、道具装夹装置、支承件及动力源六部分组成。在机床加工传送系统中，滚动轴承和滚珠丝杠是其不可或缺的组成部件，他们之间的间隙大小会直接影响其所承受的能力及轴承旋转的精确程度，进而会影响机床的加工精度和成品质量。因此，需要准确调整其间隙是滚动轴承、滚珠丝杠的关键性技术。
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　　1 滚动轴承及其预紧方法
滚动轴承在机床上的应用主要在主轴、滚珠丝杠和一般传动轴三个部位。主轴上的滚动轴承及其基础配套部件会直接影响机床的转动速度、回转的精确度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、升温变形等，这些因素都会使加工的产品表面出现不光滑等现象，更会导致加工的产品精度达不到标准，严重影响出品率。由此可见，如果机床想在性能发面发挥高水平，那就必须配备高性能的滚动轴承。
　　1.1 滚动轴承的分类
　　滚动轴承有很多种，如果按照结构分，可分为以下几种，下面做简要说明。
　　（1）深沟球轴承，这种轴承是一种应用比较广泛，结构相对简单，操作比较简单，而且产量较大，在市场上占有率相当大。它可以同时承受径向和轴向的载荷，较多应用于在机床、汽车、水泵电机等方面。
4 v0 c- C. k+ |# i! V　　（2）调心球轴承，这种轴承主要应用在农业机械、鼓风机、木工机械以及传动轴等大型的机械设备上。它的结构比较有特点，在轴承处有两排钢球，在内圈有两条滚道，这样的结构具有自动调心功能，能在轴和壳体受到外力变形时自动调整误差，它主要承受径向载荷，同时可承受少量轴向，不建议用来承受纯轴向载荷。
　　（3）推力球轴承，可以分为单向推力球轴承和双向推力球轴承，单向推力球轴承只能承受一个方向的负荷，并且只能限制一个方向的轴向移动，双向推力球轴承则可承受来自两个方向的轴向负荷，可以限制两个方向的位移。这个轴承是一种分离型轴承，主要应用在汽车的转向系统中。
　　（4）圆锥滚子轴承，它能承受径向载荷为主、轴向载荷为辅的联合载荷。主要应用在主轴、减速器等。
滚动轴承还有很多，比如滚针轴承、调心滚子轴承、推力滚子轴承、角接触轴承等，它们具有各自的特点和各自的应用范畴，总之，滚动轴承在工业生产中的各个领域都起着不可估量的作用。但在轴承应用之前或者是轴承的使用过程中，轴承的游隙有着一定的要求和标准，这样才能保证滚动轴承在合理范围内正常工作，因此，需要对滚动轴承进行预紧处理。
　　1.2 滚动轴承的预紧方法
　　滚动轴承的预紧方法根据轴承所载荷的方向不同可以分为径向预紧法和轴向预紧法。
7 X9 u0 y; l! W# u! C, m$ j  `  ^  G　　（1）径向预紧法，是在轴承承受了径向负荷的时候，利用螺母来调整轴向的相对位置，使其得到径向的负游隙而增加到合适的膨胀量。
) {4 @" r" v' V8 S5 g　　（2）轴向预紧法，这种方法由可以分成定位和定压两种。定位预紧方法，可以通过调整多方面的参数来改变预紧量，最后能达到理想的状态。这些参数包括衬套或者垫片的尺寸、摩擦力矩等，也可以先设定好一个标准的预紧量然后通过双联轴承来进行，这样的方式就不要后期再进行调整了。这种轴向定位预紧调好后，在工作过程中，位置基本不会再改变。定压预紧方法则是采用了螺旋弹簧或者蝶形弹簧来调整间隙的，由于弹簧本身会随着预紧的程度而发生一些改变，所以预紧程度也会有变化。
　　2 滚珠丝杠及其特点
由螺杆、螺母和滚珠组成的滚珠丝杠，是用来转化运动形式的，它把旋转的运动转化成为直线的运动，它是最常见的传动组件，经常使用在各种具机和精密机械上。滚珠丝杠的特点。
　　（1）在滚珠丝杠副中，滚珠在丝杠轴与丝杠螺母之间做运动效率较高的滚动运动，所以在同样的运动结果下，节省了原来没使用时的三分之二的动力，所以在节约动力方面占有绝对优势。
9 ^- E: E" S' \  ~　　（2）滚珠丝杠副是精度极高的组件，具有世界最高的水平，它将生产中的各个工序都涉猎到，并且对环境、温度都有严格的控制水平。
/ A0 c, W0 R, D$ n7 F: c! _　　（3）滚珠丝杠副的滚动运动，是利用滚珠进行启动，所以不会导致爬行，能进行进给的较为精确的操作。
滚珠丝杠副除了以上特点，更具有高精密度、高效率、高灵敏度等优点，它需要与质量好、精度高的轴承相互配合使用，能达到更好的组合效果，加工出更精确的产品。
) r7 G! B8 M' z4 p　　3 在日常工作中，如何进行滚动轴承及滚珠丝杠预紧工作及维护工作
2 i3 Y8 Y1 R- i- @; Y. O) X　　（1）根据实际需要来进行预紧工作的安排。对滚动轴承之间的游隙和滚珠丝杠的间隙进行调整，的确可以提高轴承的旋转精度，负荷能力，也可以延长轴承的使用寿命，还可以有效地进行振动和噪声的控制，但这种调整并不是盲目的，而是需要根据装配技术和装配工艺来进行选择的。预紧有好的一面，但同时也会增加摩擦力，产生大量的热量。故在进行预紧之前要进行润滑和冷却。再有，要根据装配的技术要求来确定是否要进行游隙的调整，在对于一些对速度、承载能力、精度要求高的轴承中，预紧调游隙是必要的过程。
　　（2）游隙调整和预紧的最佳的状态是在热平衡条件下达到的，所以这就需要在常温下进行一次游隙调整，使间隙达到常温下的正常标准，然后再进一步地回松后进行试验，这样做的目的是为了防止温度升高后，由于间隙小而导致轴承运转失灵。
　　（3）调整好后的轴承游隙会使摩擦力增加，这样必然导致轴承在运转时由于摩擦力的作用使温度升高，从而使游隙有所变化，要改变这样的情况，就需要用润滑油来进行润滑和降低温度，这样才能使整个的传动系统保持一个良好的热平衡状态。添加润滑油，不但使轴承的润滑程度增加，减少了摩擦力，更能提高轴承的使用寿命
% `3 w) D$ @7 M: p, s* j1 }　　4 结语
6 H$ o* V" u8 |　　综上所述，机床滚动轴承和滚珠丝杠的预紧在生产加工过程中，起着至关重要的作用。所以在追求高效、高旋转精度，高承载能力，长使用寿命，低噪音的同时，要注重滚动轴承和滚珠丝杠的实际可操作性，只有在实际情况允许的情况下，才能进行预紧处理，最终才能达到事半功倍的效果
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好！文章分析的不错！