2.12 預壓
滾動滾珠軸承施加預壓的目的是為了提高轉軸的跳動精度及減振、降低噪音。如果選擇的預壓量或預壓方法不當，可能導致壽命、噪音、發熱等軸承性能降低，振動反而變大。因此，根據使用用途選擇合適的預壓量和預壓方法非常重要。
預壓的目的
在電機等設備中使用滾珠軸承時，一旦存在內部游隙，則滾珠的游隙較大、軸承剛性較弱，所以軸的旋轉振動變大。如圖12-1所示那樣，事先施加軸向負載（Fa），將內部游隙調節為“0”。如此事先施加軸向負載稱為“預壓”，施加預壓后，可減振、改善聲響性能。
但是，不僅要施加適當的預壓，而且相對滾珠軸承的要求性能，必須具備適當的預壓量。
預壓量過大，可以提高剛性，但也會增大噪音或降低使用壽命。預壓量過小，無法抑制振動，剛性也不夠，從而導致微動磨損。因此，使用滾珠軸承時，設定預壓非常重要。
但是，不僅要施加適當的預壓，而且相對滾珠軸承的要求性能，必須具備適當的預壓量。
預壓量過大，可以提高剛性，但也會增大噪音或降低使用壽命。預壓量過小，無法抑制振動，剛性也不夠，從而導致微動磨損。因此，使用滾珠軸承時，設定預壓非常重要。
圖12-1
適當預壓
預壓為軸承上的主要負載時，根據噪音壽命設定預壓量的標準，美蓓亞三美通過計算“ 壓強”推薦適當預壓。
對滾動滾珠軸承施加預壓（Fa）后，由于滾珠與滾道的接觸部發生彈性變形，從而產生微小的橢圓狀的接觸面。壓強是指滾珠與滾道的接觸部產生的垂直分力（滾動體負載：Q）除以接觸橢圓面積（S）的值。
在圖12-1 中，滾珠與滾道的接觸部產生的接觸橢圓（S）的面積為 S＝πab（mm2）。其中，π 為圓周率，a、b 分別為長軸、短軸半徑。
設平均壓強為P，則
P＝Q/S（MPa）。
大致標準請參照以下內容。
超過10000小時的聲響壽命：平均壓強為800MPa以下的預壓量
5000～10000小時的聲響壽命（普通產品）：平均壓強為1000MPa左右的預壓量
5000小時以下的聲響壽命（注重剛性）：平均壓強為1500MPa左右的預壓量
根據額定動負載（Cr）簡單設定預壓量時，如下所述。
超過10000小時的使用壽命 ：0.5/100?Cr～ 1/100?Cr
5000～10000小時的使用壽命 ： 1/100?Cr～1.5/100?Cr
5000小時以下的使用壽命 ：1.5/100?Cr～ 2/100?Cr
對滾動滾珠軸承施加預壓（Fa）后，由于滾珠與滾道的接觸部發生彈性變形，從而產生微小的橢圓狀的接觸面。壓強是指滾珠與滾道的接觸部產生的垂直分力（滾動體負載：Q）除以接觸橢圓面積（S）的值。
在圖12-1 中，滾珠與滾道的接觸部產生的接觸橢圓（S）的面積為 S＝πab（mm2）。其中，π 為圓周率，a、b 分別為長軸、短軸半徑。
設平均壓強為P，則
P＝Q/S（MPa）。
大致標準請參照以下內容。
超過10000小時的聲響壽命：平均壓強為800MPa以下的預壓量
5000～10000小時的聲響壽命（普通產品）：平均壓強為1000MPa左右的預壓量
5000小時以下的聲響壽命（注重剛性）：平均壓強為1500MPa左右的預壓量
根據額定動負載（Cr）簡單設定預壓量時，如下所述。
超過10000小時的使用壽命 ：0.5/100?Cr～ 1/100?Cr
5000～10000小時的使用壽命 ： 1/100?Cr～1.5/100?Cr
5000小時以下的使用壽命 ：1.5/100?Cr～ 2/100?Cr
最大容許負載
一般而言，采用高碳鉻軸承鋼時，如果平均壓強超過2700MPa，則會導致塑性變形。因此，即使是短時負載，也需要確保平均壓強不超過2700MPa，從實際使用經驗來看，建議控制負載，使平均壓強在1600MPa 以下。
除預壓之外對軸施加的負載，也會產生壓強。因此，必須同時考慮非預壓負載。
除預壓之外對軸施加的負載，也會產生壓強。因此，必須同時考慮非預壓負載。
預壓與剛性
預壓方法
預壓方法可分為“定位置預壓”（圖12-2）和“定壓預壓”（圖12-3）兩種。
定位置預壓
圖12-2 定位置預壓
是根據零件之間的位置關系施加預壓的方法。具有構成零件單一、剛性較高的優點。但是，可能會因溫度變化產生膨脹或收縮，預壓量也會發生變化。此外，也可能因構成零件磨損而導致預壓量變化或預壓失效等。
定壓預壓
圖12-3 定壓預壓
是使用螺旋彈簧、防松墊圈等施加預壓的方法。具有預壓量隨溫度的變化較少的優點。但也有構成零件增多、剛性較低的缺點。
預壓方向
預壓方向可分為“正面組合（DF）”（圖12-4）和“背面組合（DB）”（圖12-5）兩種。
正面組合（DF）
圖12-4 正面組合（DF）
接觸角的交點朝向內側，雖然對剛性不利，但是相對于安裝誤差的允許量變大。有時候考慮到用途結構或組裝工序的簡化，可能會選用正面組合。
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