[科普中国]-刚性轴承

刚性的概念

所谓刚性1是指两个物体相碰撞不会发生变形，因此两个刚体就不会占据同一个空间，微粒、原子就是这样的物质。

现代家具制造工艺术语。系家具在静力负荷作用下，抵抗变形的能力。工业中，机械刚性，也是一个机械的重要指标。

在数学中，刚性方程是指一个微分方程，其的解只有在时间间隔很小时才会稳定，只要时间间隔略大，其解就会不稳定。目前很难去精确地去定义哪些微分方程是刚性方程，但是大体的想法是：这个方程的解包含有快速变化的部分。

例如，在等离子体的数值模拟方面，由于等离子体腔室内的电子相对于离子而言移动性较大，求解电子相关的物理量时，如果时间步长太大了，就不能高精确的模拟电子的运动，这样就没有意义了。因此电子的 求解问题属于刚性。重点理解电子的移动性较大这一特性，腔室内的电子与离子（或者中性粒子）相比，就类似于乒乓球和篮球。在电磁场驱动下，电子由于质量非常小，运动性很强，而离子（或中性粒子）则几乎未动。

轴承的刚性滚动轴承的弹性变形很小,在大多数机械中可以不必考虑,但在某些机械中,如机床主轴,轴承的刚性则是一个重要因素,一般应用圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承.因为这两类轴承在承受载荷时,其滚动体与滚道是线接触,弹性变形小,刚性好.球轴承是点接触,刚性较差.

另外，各类轴承还可以通过预紧，达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，为防止轴的振动，增加支承刚性，往往在安装时预先施加一定的轴向力，使其相互压紧。这里特别指出：预紧量不可过大。过大时，将使轴承摩擦增大，温升增高，影响轴承使用寿命。

应用高刚性轴承的注意要点进步轴支承刚性的路径进步轴支承刚性的路径，原则上可归结为以下几点：
(1)挑选高刚性的轴承；
(2)运用轴承应用技术进步支承刚性；
(3)恰当调理主机布局参数，以利进步支承刚性。

从支承刚性观念挑选轴承从支承刚性2的观念来挑选轴承的办法是：
(1)滚子轴承的刚性比球轴承高；
(2)尺度大的轴承，其刚性比尺度小的轴承高，即使是直径一样，而宽度较大的轴承，其刚性比宽度较小的高；
(3)翻滚体粒数多韵轴承和列数多的轴承，其刚性好；
(4)可调理游隙的轴承，有利于进步支承刚性i
(5)在必要状况下，可选用不带内圈、不带外圈或不带内外圈的轴承，然后削减变形环节并添加翻滚体粒数。

进步轴支承刚性的应用技术应用技术进步轴支承刚性的效果很大，分述如下：
(1)对轴承般配外表的需求 轴和座孔上的轴承装置部位，其外表粗糙度愈低，形状及方位精度愈好，则得到的支承刚性也愈高。
对上述外表施以外表强化处置，有利进步刚性。运用粗糙度很低的高硬度塞棒，以必定 的过盈在有光滑状况下屡次轻缓压入并退出座孔，也有利于进步支承刚性，必要时可用卡环 对轴颈进行相似处置。
(2)运用轴承预紧法进步支承刚性 对球轴承或圆锥滚子轴承可采纳轴向预紧法，而对短圆柱滚子轴承等可采纳径向预紧法，能够明显进步轴支承的刚性，此刻或许消除了轴承游隙，或许得到了不大的负游隙。但在转速不是太高，温升起伏不大的条件下，最佳还应调到不大的负游隙状况。在施加预紧时，宜不断丈量其变形状况，注意在变形的低值期间，变形随预紧负荷的添加对错线性的；而在高值期间，变形随负荷的添加即是线性的了。
一旦变形一负荷呈现线性联系，便当即中止添加预紧负荷，此刻已可获得稳定的刚度。
尔后，轴承的轴向刚性和径向刚性之间存在着固定的联系，而不依赖于外加负荷。上述变形量的丈量，可运用例如将千分表头抵在轴承端面或轴的恰当部位，调查其读数随预紧负荷改变的办法。预紧法有其晦气的方面，例如使轴承的冲突力矩增大、温升进步、寿数缩短等，所以要全部思考，权衡得失，挑选适宜的预紧量。
(3)轴承的装备 轴承的装备对轴承刚性的影响也很大，一般地说，关于向心推力型的球轴承和滚子轴承，在成对运用时宜采纳外圈大端面相对(即其压力线所构成的压力锥尖向外)的装备，这样装备轴承抗推翻力矩的才能大，在温度改变时其调得的预紧量也较少发生改变。
(4)选用多轴承支承方法 在轴向方位答应的条件下，每一支点选用两只或两只以上 的轴承作为径向支承，能够进步支承刚性。例如迩来在机床主轴部件中，就广泛选用以轴向 预紧装置的，几套向心推力轴承作为同一支点的轴支承。