關于機床滾動軸承和滾珠絲杠的預緊方法分析
2016-10-18徐睿
（沈陽機床廠，遼寧沈陽 110142）
摘 要：在工業生產中，機床占據著重要的地位。而在機床的組成結構中，機床的滾動軸承和滾珠絲杠是重要的組成成員，它們在機床的傳送系統中起著決定性的作用。尤其是其預緊的程度直接影響機床加工產品的質量及精度。本文介紹了滾動軸承和滾珠絲杠的預緊方法來消除間隙，以期能使機床加工出更高質量、高水平的產品。
關鍵詞：滾動軸承；滾珠絲杠；預緊方法；間隙
常見的機床由主傳動部件、進給傳動部件、工作裝夾裝置、道具裝夾裝置、支承件及動力源六部分組成。在機床加工傳送系統中，滾動軸承和滾珠絲杠是其不可或缺的組成部件，他們之間的間隙大小會直接影響其所承受的能力及軸承旋轉的精確程度，進而會影響機床的加工精度和成品質量。因此，需要準確調整其間隙是滾動軸承、滾珠絲杠的關鍵性技術。
1 滾動軸承及其預緊方法
滾動軸承在機床上的應用主要在主軸、滾珠絲杠和一般傳動軸三個部位。主軸上的滾動軸承及其基礎配套部件會直接影響機床的轉動速度、回轉的精確度、剛性、抗顫振動切削性能、噪聲、升溫變形等，這些因素都會使加工的產品表面出現不光滑等現象，更會導致加工的產品精度達不到標準，嚴重影響出品率。由此可見，如果機床想在性能發面發揮高水平，那就必須配備高性能的滾動軸承。
1.1滾動軸承的分類
滾動軸承有很多種，如果按照結構分，可分為以下幾種，下面做簡要說明。
（1）深溝球軸承，這種軸承是一種應用比較廣泛，結構相對簡單，操作比較簡單，而且產量較大，在市場上占有率相當大。它可以同時承受徑向和軸向的載荷，較多應用于在機床、汽車、水泵電機等方面。
（2）調心球軸承，這種軸承主要應用在農業機械、鼓風機、木工機械以及傳動軸等大型的機械設備上。它的結構比較有特點，在軸承處有兩排鋼球，在內圈有兩條滾道，這樣的結構具有自動調心功能，能在軸和殼體受到外力變形時自動調整誤差，它主要承受徑向載荷，同時可承受少量軸向，不建議用來承受純軸向載荷。
（3）推力球軸承，可以分為單向推力球軸承和雙向推力球軸承，單向推力球軸承只能承受一個方向的負荷，并且只能限制一個方向的軸向移動，雙向推力球軸承則可承受來自兩個方向的軸向負荷，可以限制兩個方向的位移。這個軸承是一種分離型軸承，主要應用在汽車的轉向系統中。
（4）圓錐滾子軸承，它能承受徑向載荷為主、軸向載荷為輔的聯合載荷。主要應用在主軸、減速器等。
滾動軸承還有很多，比如滾針軸承、調心滾子軸承、推力滾子軸承、角接觸軸承等，它們具有各自的特點和各自的應用范疇，總之，滾動軸承在工業生產中的各個領域都起著不可估量的作用。但在軸承應用之前或者是軸承的使用過程中，軸承的游隙有著一定的要求和標準，這樣才能保證滾動軸承在合理范圍內正常工作，因此，需要對滾動軸承進行預緊處理。
1.2滾動軸承的預緊方法
滾動軸承的預緊方法根據軸承所載荷的方向不同可以分為徑向預緊法和軸向預緊法。
（1）徑向預緊法，是在軸承承受了徑向負荷的時候，利用螺母來調整軸向的相對位置，使其得到徑向的負游隙而增加到合適的膨脹量。
（2）軸向預緊法，這種方法由可以分成定位和定壓兩種。定位預緊方法，可以通過調整多方面的參數來改變預緊量，Z后能達到理想的狀態。這些參數包括襯套或者墊片的尺寸、摩擦力矩等，也可以先設定好一個標準的預緊量然后通過雙聯軸承來進行，這樣的方式就不要后期再進行調整了。這種軸向定位預緊調好后，在工作過程中，位置基本不會再改變。定壓預緊方法則是采用了螺旋彈簧或者蝶形彈簧來調整間隙的，由于彈簧本身會隨著預緊的程度而發生一些改變，所以預緊程度也會有變化。
2 滾珠絲杠及其特點
由螺桿、螺母和滾珠組成的滾珠絲杠，是用來轉化運動形式的，它把旋轉的運動轉化成為直線的運動，它是Z常見的傳動組件，經常使用在各種具機和精密機械上。滾珠絲杠的特點。
（1）在滾珠絲杠副中，滾珠在絲杠軸與絲杠螺母之間做運動效率較高的滾動運動，所以在同樣的運動結果下，節省了原來沒使用時的三分之二的動力，所以在節約動力方面占有優勢。
（2）滾珠絲杠副是精度極高的組件，具有世界Z高的水平，它將生產中的各個工序都涉獵到，并且對環境、溫度都有嚴格的控制水平。
（3）滾珠絲杠副的滾動運動，是利用滾珠進行啟動，所以不會導致爬行，能進行進給的較為精確的操作。
滾珠絲杠副除了以上特點，更具有高精密度、高效率、高靈敏度等優點，它需要與質量好、精度高的軸承相互配合使用，能達到更好的組合效果，加工出更精確的產品。
3 在日常工作中，如何進行滾動軸承及滾珠絲杠預緊工作及維護工作
（1）根據實際需要來進行預緊工作的安排。對滾動軸承之間的游隙和滾珠絲杠的間隙進行調整，的確可以提高軸承的旋轉精度，負荷能力，也可以延長軸承的使用壽命，還可以有效地進行振動和噪聲的控制，但這種調整并不是盲目的，而是需要根據裝配技術和裝配工藝來進行選擇的。預緊有好的一面，但同時也會增加摩擦力，產生大量的熱量。故在進行預緊之前要進行潤滑和冷卻。再有，要根據裝配的技術要求來確定是否要進行游隙的調整，在對于一些對速度、承載能力、精度要求高的軸承中，預緊調游隙是必要的過程。
（2）游隙調整和預緊的Z佳的狀態是在熱平衡條件下達到的，所以這就需要在常溫下進行一次游隙調整，使間隙達到常溫下的正常標準，然后再進一步地回松后進行試驗，這樣做的目的是為了防止溫度升高后，由于間隙小而導致軸承運轉失靈。
（3）調整好后的軸承游隙會使摩擦力增加，這樣必然導致軸承在運轉時由于摩擦力的作用使溫度升高，從而使游隙有所變化，要改變這樣的情況，就需要用潤滑油來進行潤滑和降低溫度，這樣才能使整個的傳動系統保持一個良好的熱平衡狀態。添加潤滑油，不但使軸承的潤滑程度增加，減少了摩擦力，更能提高軸承的使用壽命
4 結語
綜上所述，機床滾動軸承和滾珠絲杠的預緊在生產加工過程中，起著至關重要的作用。所以在追求高效、高旋轉精度，高承載能力，長使用壽命，低噪音的同時，要注重滾動軸承和滾珠絲杠的實際可操作性，只有在實際情況允許的情況下，才能進行預緊處理，Z終才能達到事半功倍的效果。
參考文獻
[1]孫霄.論滾動軸承游隙的調整和預緊[J].職業，2010（2）.
[2]楊學斌.論滾動軸承游隙的調整和預緊[J].發展.2010（3）.
[3]上海市勞動局技工培訓處編.高級機工簡明讀本[M].上海科學技術出版社，1992.
[4]王鐵成，于君波，耿波.滾動軸承游隙的選擇、調整及預緊[C]//十三省區市機械工程學會第五屆科技論壇論文集，2009（11）.
常見的機床由主傳動部件、進給傳動部件、工作裝夾裝置、道具裝夾裝置、支承件及動力源六部分組成。在機床加工傳送系統中，滾動軸承和滾珠絲杠是其不可或缺的組成部件，他們之間的間隙大小會直接影響其所承受的能力及軸承旋轉的精確程度，進而會影響機床的加工精度和成品質量。因此，需要準確調整其間隙是滾動軸承、滾珠絲杠的關鍵性技術。
1 滾動軸承及其預緊方法
滾動軸承在機床上的應用主要在主軸、滾珠絲杠和一般傳動軸三個部位。主軸上的滾動軸承及其基礎配套部件會直接影響機床的轉動速度、回轉的精確度、剛性、抗顫振動切削性能、噪聲、升溫變形等，這些因素都會使加工的產品表面出現不光滑等現象，更會導致加工的產品精度達不到標準，嚴重影響出品率。由此可見，如果機床想在性能發面發揮高水平，那就必須配備高性能的滾動軸承。
1.1滾動軸承的分類
滾動軸承有很多種，如果按照結構分，可分為以下幾種，下面做簡要說明。
（1）深溝球軸承，這種軸承是一種應用比較廣泛，結構相對簡單，操作比較簡單，而且產量較大，在市場上占有率相當大。它可以同時承受徑向和軸向的載荷，較多應用于在機床、汽車、水泵電機等方面。
（2）調心球軸承，這種軸承主要應用在農業機械、鼓風機、木工機械以及傳動軸等大型的機械設備上。它的結構比較有特點，在軸承處有兩排鋼球，在內圈有兩條滾道，這樣的結構具有自動調心功能，能在軸和殼體受到外力變形時自動調整誤差，它主要承受徑向載荷，同時可承受少量軸向，不建議用來承受純軸向載荷。
（3）推力球軸承，可以分為單向推力球軸承和雙向推力球軸承，單向推力球軸承只能承受一個方向的負荷，并且只能限制一個方向的軸向移動，雙向推力球軸承則可承受來自兩個方向的軸向負荷，可以限制兩個方向的位移。這個軸承是一種分離型軸承，主要應用在汽車的轉向系統中。
（4）圓錐滾子軸承，它能承受徑向載荷為主、軸向載荷為輔的聯合載荷。主要應用在主軸、減速器等。
滾動軸承還有很多，比如滾針軸承、調心滾子軸承、推力滾子軸承、角接觸軸承等，它們具有各自的特點和各自的應用范疇，總之，滾動軸承在工業生產中的各個領域都起著不可估量的作用。但在軸承應用之前或者是軸承的使用過程中，軸承的游隙有著一定的要求和標準，這樣才能保證滾動軸承在合理范圍內正常工作，因此，需要對滾動軸承進行預緊處理。
1.2滾動軸承的預緊方法
滾動軸承的預緊方法根據軸承所載荷的方向不同可以分為徑向預緊法和軸向預緊法。
（1）徑向預緊法，是在軸承承受了徑向負荷的時候，利用螺母來調整軸向的相對位置，使其得到徑向的負游隙而增加到合適的膨脹量。
（2）軸向預緊法，這種方法由可以分成定位和定壓兩種。定位預緊方法，可以通過調整多方面的參數來改變預緊量，Z后能達到理想的狀態。這些參數包括襯套或者墊片的尺寸、摩擦力矩等，也可以先設定好一個標準的預緊量然后通過雙聯軸承來進行，這樣的方式就不要后期再進行調整了。這種軸向定位預緊調好后，在工作過程中，位置基本不會再改變。定壓預緊方法則是采用了螺旋彈簧或者蝶形彈簧來調整間隙的，由于彈簧本身會隨著預緊的程度而發生一些改變，所以預緊程度也會有變化。
2 滾珠絲杠及其特點
由螺桿、螺母和滾珠組成的滾珠絲杠，是用來轉化運動形式的，它把旋轉的運動轉化成為直線的運動，它是Z常見的傳動組件，經常使用在各種具機和精密機械上。滾珠絲杠的特點。
（1）在滾珠絲杠副中，滾珠在絲杠軸與絲杠螺母之間做運動效率較高的滾動運動，所以在同樣的運動結果下，節省了原來沒使用時的三分之二的動力，所以在節約動力方面占有優勢。
（2）滾珠絲杠副是精度極高的組件，具有世界Z高的水平，它將生產中的各個工序都涉獵到，并且對環境、溫度都有嚴格的控制水平。
（3）滾珠絲杠副的滾動運動，是利用滾珠進行啟動，所以不會導致爬行，能進行進給的較為精確的操作。
滾珠絲杠副除了以上特點，更具有高精密度、高效率、高靈敏度等優點，它需要與質量好、精度高的軸承相互配合使用，能達到更好的組合效果，加工出更精確的產品。
3 在日常工作中，如何進行滾動軸承及滾珠絲杠預緊工作及維護工作
（1）根據實際需要來進行預緊工作的安排。對滾動軸承之間的游隙和滾珠絲杠的間隙進行調整，的確可以提高軸承的旋轉精度，負荷能力，也可以延長軸承的使用壽命，還可以有效地進行振動和噪聲的控制，但這種調整并不是盲目的，而是需要根據裝配技術和裝配工藝來進行選擇的。預緊有好的一面，但同時也會增加摩擦力，產生大量的熱量。故在進行預緊之前要進行潤滑和冷卻。再有，要根據裝配的技術要求來確定是否要進行游隙的調整，在對于一些對速度、承載能力、精度要求高的軸承中，預緊調游隙是必要的過程。
（2）游隙調整和預緊的Z佳的狀態是在熱平衡條件下達到的，所以這就需要在常溫下進行一次游隙調整，使間隙達到常溫下的正常標準，然后再進一步地回松后進行試驗，這樣做的目的是為了防止溫度升高后，由于間隙小而導致軸承運轉失靈。
（3）調整好后的軸承游隙會使摩擦力增加，這樣必然導致軸承在運轉時由于摩擦力的作用使溫度升高，從而使游隙有所變化，要改變這樣的情況，就需要用潤滑油來進行潤滑和降低溫度，這樣才能使整個的傳動系統保持一個良好的熱平衡狀態。添加潤滑油，不但使軸承的潤滑程度增加，減少了摩擦力，更能提高軸承的使用壽命
4 結語
綜上所述，機床滾動軸承和滾珠絲杠的預緊在生產加工過程中，起著至關重要的作用。所以在追求高效、高旋轉精度，高承載能力，長使用壽命，低噪音的同時，要注重滾動軸承和滾珠絲杠的實際可操作性，只有在實際情況允許的情況下，才能進行預緊處理，Z終才能達到事半功倍的效果。
參考文獻
[1]孫霄.論滾動軸承游隙的調整和預緊[J].職業，2010（2）.
[2]楊學斌.論滾動軸承游隙的調整和預緊[J].發展.2010（3）.
[3]上海市勞動局技工培訓處編.高級機工簡明讀本[M].上海科學技術出版社，1992.
[4]王鐵成，于君波，耿波.滾動軸承游隙的選擇、調整及預緊[C]//十三省區市機械工程學會第五屆科技論壇論文集，2009（11）.
