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请教一个关于轴承串联的问题

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发表于 2020-6-23 09:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近在看到滚珠丝杠的支撑座轴承文档的时候,里面出现了这样的表
捕获.JPG
可见从两个轴承到4个轴承,刚性是增加的,这让我百思不得其解,在串联的轴承配置中,每个轴承都有自己的刚性,可能是X um/N,串联的数量越多,在相同的作用力下导致的变形量应该是n个X,这样不是应该表现成刚性更低么?

欢迎继续阅读楼主其他信息

发表于 2020-6-23 10:31 | 显示全部楼层
在 同一根轴上用一个轴承稳定还是用两个轴承稳定,越多越稳定,越多越不变形。

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发表于 2020-6-23 11:57 | 显示全部楼层
刚性也分为不同方向,例如电钻的钻头悬臂,在轴向和径向都会受力形变
图中用的一律是角接触球轴承,在一个方向可以承受大径向力
如果用两个角接触轴承背对背,轴承座刚性固定,内圈靠阶梯轴和螺纹轴+螺母+垫片固定,那么在轴向的两个方向都有很好的刚性
对于径向跳动来说,多个轴承相当于轴周围的支承和虚约束更多了,径向跳动自然得到改善
在此基础上,机床主轴如果用两端支承,每个支承点用多个轴承,由于径向跳动在微米级,支承点间距在分米级,那么机床转轴的悬伸部分末端刀具的径向跳动也会得到改善

你说的虚位叠加导致虚位更大,需要一个前提,也就是前一个轴承的内圈刚性连接后一个轴承的外圈,一串轴承像锁链一样连接,单个锁链节的虚位不大,但总体虚位很大
 楼主| 发表于 2020-6-24 11:42 | 显示全部楼层
Glider 发表于 2020-6-23 11:57
刚性也分为不同方向,例如电钻的钻头悬臂,在轴向和径向都会受力形变
图中用的一律是角接触球轴承,在一个 ...

感谢你的回复,首先可以肯定的是我一定是错的,因为我读了很多文档结论都是一样的。
在更多的轴承数量基础上,径向的刚性一定是增加的(因为这些部件是并联的),轴向的刚性确未必(因为这些部件是串联的),后来仔细读文档也发现了秘密,原来3轴承和4轴承的支撑座由于更多的轴承数量和更远的作用点,就可以使用更高的预紧力,以达到更高的刚性,如下表所示,增加了一倍的预紧力,给出来的刚性也高了约一倍。

捕获1.JPG

只是这个结论我并没有能推导出来,原因如下:
捕获2.JPG
上图是四个轴承串联的状态,如果轴向产生了向右的F,那此时是右边的两个轴承B1和B2在提供反作用力,由于这两个轴承是串联的,所以实际上每个轴承受力都在预紧力的基础上增加了F,假设每个轴承的刚性是A,那每个轴承的变形量X=F/A,一共两个轴承,也就是轴会产生两个轴承的位移,X=2*F/A。我在想这个问题的时候把每个轴承抽象成了一根弹簧,这个例子里面相当于是有两根相同的弹簧串联,同样的作用力难道不是产生两倍的变形量么?
对于增加预紧力导致的单个轴承刚性的增加,其实幅度很小,据不准确的参考资料来看,增加一倍的预紧力只会增加10%左右的刚性,所以那个表里面高出一倍的刚性应该是增加了一倍的轴承数量导致的,不幸的是我推导出来的结果是除以2,而不是乘以2
 楼主| 发表于 2020-6-24 12:46 | 显示全部楼层
我想通了,我在抽象弹簧的时候抽象错了,这个时候不应该是两个螺旋弹簧,而是两个同方向的弹簧片,所以两个弹簧实际上是并联关系
发表于 2020-6-24 19:40 | 显示全部楼层
这么看起来神油牌多轴承主轴是很科学的
发表于 2020-6-26 21:36 | 显示全部楼层
TDDSD 发表于 2020-6-24 19:40
这么看起来神油牌多轴承主轴是很科学的

4轴承是丝杆常见的用法,很大的轴类,六轴承都有,神油那种十轴承的就扯了,除非轴很长,不然太多轴承没什么用,那样短的轴发挥不出轴承的效果,丝杆长且转动会产生不平均的离心力,也就是动平衡不好,所以要在两头都用重载的角接触抑制震动,要求径向负载还是很大的,不然丝杆就是 振动棒

发表于 2020-7-6 14:37 | 显示全部楼层
骷髅精灵 发表于 2020-6-26 21:36
4轴承是丝杆常见的用法,很大的轴类,六轴承都有,神油那种十轴承的就扯了,除非轴很长,不然太多轴承没 ...

神油永远是神一般的存在,有谁敢用10轴承做主轴,神油敢,有谁敢全部用深沟做主轴,神油敢,有哪个主轴,在轴向敢不固定,神油就敢,后面加点弹垫,碰到轴向力大,就回缩,用来保护刀具,
对了,最近神油死哪去了
发表于 2020-8-29 11:24 | 显示全部楼层
TDDSD 发表于 2020-6-24 19:40
这么看起来神油牌多轴承主轴是很科学的

并不是这样的 楼主这是角接触轴承 是有受力方向的 用在丝杆的情况下 是需要多个配合 施加预紧力
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发表于 2020-8-30 08:04 | 显示全部楼层
由于加工精度问题,2个轴承并不是呈线性关系增加2倍刚性的,而发热却大于2倍,大口径高速主轴,就一头一个轴承,总共2个,还是HSK接口的。
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