角接触球轴承的预负荷应该怎么加？加多大？ - 广州国际轴承及专用制造装备展

角接触球轴承是常用的一种轴承类型，它举要很好的转速性能，和承载性能。与深沟球轴承相比，除了良好的径向负荷承载能力，还有非常好的轴向负荷承载能力。与此同时，由于角接触球轴承独特的结构和承载特性，导致其只能承受单向的轴向负荷（单个轴承），这也为这个轴承的使用提出了一些要求。首先我们观察角接触球轴承的内部结构，如下图：

从图中可以看到，角接触球轴承内部结构决定了这个轴承只能承受一个方向的轴向负荷，这个负荷的方向是轴承内圈厚边到轴承外圈厚边之间的方向。如果轴承承受了与此相反的轴向负荷，那么轴承就会出现脱开的趋势或者会脱开，并由此带来轴承滚动体无法形成纯滚动的现象，进而导致轴承发热、磨损的现象，轴承会提早失效。

因此，当角接触球轴承投入使用的时候，就需要避免出现与其轴向承载能力方向相反的轴向负荷。怎么实现呢？这就是我们说的轴向预负荷。

单个角接触球轴承预负荷

前面已经讲述过单个角接触运行的时候，要避免出现轴承内部出现其轴向负荷承载能力方向相反的轴向负荷，因此需要再其轴向承载能力方向，施加一个预负荷。在上面图中应该是轴承从外圈厚边到内圈的厚边的方向。

那么这个负荷应该是多大呢？从上面介绍的单列角接触球轴承轴向预负荷的原因可以看到，这个预负荷是避免外界出现反向的轴向负荷。也就是说，如果轴承外界出现了反向轴向负荷的时候，轴承的预负荷应该可以抵消这个负荷。由此，可以得到一个结论，就是轴向预负荷应该大于外界可能出现的反向轴向负荷。

除此之外，还应该考虑外界反向轴向负荷出现的时候，轴承内部的负荷应该满足其最小负荷要求。也就是，在最大反向轴向负荷基础上加上一个轴承最小负荷。

当然，如果现场有其他的因素，也需要加入考虑。

配对（面对面或者背对背）角接触球轴承

由于单个角接触球轴承只能承受单向轴向负荷，因此在有双向负荷的工况下会使用配对角接触球轴承面对面安装或者背对背安装。两种安装方式都是采用两个单列角接触球轴承，以轴向承载方向相对的方式安装在一起。如果外圈的厚边安装在一起，就是背对背安装，如果外圈薄边安装在一起，就是面对面安装。不论面对面安装还是背对背安装，两个角接触球轴承各自承担一个方向的轴向负荷。如下图所示：

图中为背对背安装的一对角接触轴承。其中左边的轴承承受轴上自左向右的轴向负荷，右边的轴承承受轴上自右向左的轴向负荷。从这个示意图上看，对于配对使用的角接触球轴承而言，不论哪个方向的轴向负荷都会被其中的一个轴承承担。因此，一般不通过外部施加轴向预负荷的方式进行预紧。但这并不意味着面对面或者背对背安装的角接触球轴承不能加预负荷。那么这种配置的轴承，轴向预负荷是如何施加在两个轴承上的呢？

请看下图：

这个图是一个背对背安装的配对角接触球轴承。图中不难发现，角接触球轴承在内部为0游隙的时候，其端面不一定在一个平面上。图中的例子就是角接触球轴承厚边高于薄边的情况。这样的两个轴承厚边压紧的时候，薄边之间存在一个间隙，如果使用外力将薄边也压紧，那么轴承内部就出现了负游隙，也就是有了预紧。

如果在轴承生产中，对薄边和厚边的尺寸进行控制，也就可以控制两个配对轴承内部的预紧力。事实上，在轴承生产和使用中，也确实是这么操作的。这就是为什么两个单列角接触球轴承配对的时候，需要进行配组。这个配组工作本质上就是对端面尺寸进行控制，以控制安装后轴承的内部预紧力（游隙）。

除了两个轴承安装在一起的面对面或者背对背配对的角接触球轴承以外，有时候会使用两个角接触球轴承在轴两侧做交叉定位的结构。如下图所示：

图中，两个角接触球轴承未有轴两端，轴承之间使用隔圈隔开。此时角接触球轴承的内部游隙就是通过隔圈尺寸来控制的。图中的背对背安装的角接触球轴承，隔圈长度如果大，轴承内部预负荷就大，反之则小。

在上述的配对角接触球轴承的预负荷控制中，使用者还可以通过控制轴承内圈与轴的配合影响轴承内部游隙。这个对游隙减小量的计算，我们另行撰文。

总之，安装好后的配对角接触球轴承，工作于稳定工况下的内部游隙是外界控制端面尺寸，轴承内圈和轴之间的配合尺寸，以及受温度影响的游隙减小量等因素的共同结果。最终预负荷的大小应该保证轴承在承受任意轴向负荷的时候，非受载端的角接触球轴承不应除夕拿脱开的现象（负荷大于最小负荷）。