对于滚动轴承和滚珠丝杠来说，机床在进行加工制造的过程中产生的升温会导致轴承间隙的游动和丝杠的伸长，从而直接对加工的精度造成影响。针对此种问题，必须对其间隙进行消除以提高滚动轴承和滚珠丝杠的旋转精度和负载刚度。在对二者的设计和制造安装的过程中，可采用预紧力技术对滚动轴承和滚珠丝杠的间隙进行消除，使其能够保持良好稳定的运行。预紧力是指连接件在受到载荷的拉力作用之前，为了使连接件间的连接紧密度增强而预加的力，以预防随着所受载荷的加重使连接件间产生间隙或者滑动，达到消除间隙的目的。本文从对滚动轴承和滚珠丝杠进行预紧的意义出发，分析对机床滚动轴承和滚珠丝杠进行预紧的方法。

1 滚动轴承的预紧方法分析

1.1 滚动轴承的预紧

     对于滚动轴承的预紧是在装配完成的轴承上，轴承的内、外圈在外力的作用下沿着轴线方向而产生相对移动。对轴承的预紧不仅可以是轴承内的间隙得以消除，同时还可以提高轴承的滚动体与内、外圈接触的可靠度和紧密度。并且在预紧力的作用影响下，在接触处发生一定的弹性变形，增大接触面，从而使滚动体的负载力提高。进行预紧的滚动轴承，其整体的负载支承刚度提高，磨损有所补充，间隙减小或消除，从而提高旋转精度。对滚动轴承的预紧方法有多种，常用的滚动轴承预紧方法有轴向预紧方法和径向预紧方法。

1.1.1 轴向预紧方法

    对于球轴承多采用轴向预紧方法。此预紧方法可以使轴承的角刚度和径向刚度都得以提高，使刚度变化规律发生改变。如果在没有径向载荷的情况下，针对球轴承，以Fa 表示轴向载荷，以n δ 表示轴向变形，以a K 表示弹性变形的系数，则可以得出轴向的载荷和变形间的近似关系表达式：

    （ 1）从球轴承的荷载变化可以看出，在相同的外加轴承荷载的情况下，如果再对轴承加以预紧，轴承的预紧荷载加上原有的外轴承荷载的双重作用下，其轴向变形比原有单纯的外轴承荷载的轴向变形有明显的减小，因此，采用轴向预紧的方法可以球轴承的刚度得以提高。

1.1.2 径向预紧方法

    对于圆柱滚子轴承多采用径向预紧方法。此种方法主要通过对轴承滚动体数的增加，来提高载荷的能力，从而使支承的刚度得以提高。通过径向预紧，圆柱滚子轴承在进行高速运转的过程中，可以是其运转产生的离心力减小，预防和减少轴承旋转打滑的现象出现。对于内孔呈圆锥形的轴承，在进行径向预紧的时候，可将螺母内圈和固定套的位置加以锁紧，使轴承的间隙尽量的缩小，达到预紧的目的。

1.2 滚动轴承预紧力大小的把握

     对于轴承预紧力的大小要求受很多因素的影响和限制。在实际工作中，对于预紧力的大小的计算非常复杂，对此，可采用下面的方法对预紧力的大小进行估算。首先可以根据实际的生产加工情况，对滚动轴承的负荷类型进行判定。负荷类型通常可分为微、轻、中、重四种。然后根据设计手册上的额定动负荷值除以系数得出的结果来大致确定预紧力的大小。但是，此种方法得出的结果仅是一个估算的值，与通过公式进行逐步计算的结果是存在一定的差距的。但是依然可以为实际工作中的预紧操作提供一个参考，如果在某种情况下需要得出精确的预紧力的值还是要通过公式来计算。

2 滚珠丝杠的预紧方法分析

2.1 滚珠丝杠的预紧

      在机床中，对滚珠丝杠的预紧主要是指对其螺母副中间隙的消除。对滚珠丝杠的螺母副进行负载的预加，使丝杠副的螺母通过滚珠的转动从正向和反向两方面持续的对丝杠造成压力，以使螺母和滚珠丝杠间存在的间隙消除，从而使滚珠丝杠的精度和刚度都得以提高。但是，在此过程中要注意对预紧力大小的把握。如果预紧力过小，间隙不能得到消除，直接影响滚珠丝杠的定位精度；如果预紧力过大，会增加摩擦力，加速丝杠的损耗，缩短使用寿命。另外，滚珠丝杠在运行中温度的升高也对其造成热变形的影响，直接影响其定位的准确度。热伸长量公式：

                            （ mm）                            （ 2）

     由上述可以看出温度对热伸长度有直接的影响。因此，对滚珠丝杠可采用预拉伸的预紧方法，以使热变形对滚珠丝杠精度的影响减小或者消除。在实际的预紧操作中，可使拉伸量比预计的热伸长量大些，以消除温度的影响。也可加以采用润滑油的方式，减小摩擦，降低温度。润滑油的方法同样可在滚动轴承的预紧中加以使用。

2.2 扭矩- 转角法在控制轴向预紧力中的应用

     滚珠丝杠的预紧，对其螺母副进行预紧是重要方面。对螺母副进行预紧力的控制主要在于对其轴向预紧力的控制上。在机床的滚珠丝杠装配预紧中，常采用扭矩- 转角法对其轴向的预紧力进行适当的控制。此种方法是将螺母拧合到规定扭矩的基础上再进行规定角度的转动，以实现对轴向预紧力的控制。

     具体操作方法参见下图1 ：

、

     设扭紧力矩为d M ，先以d M 的力矩将螺母1 预紧，将右半部分的支座上的螺钉拧紧后，再交替将螺母2 和螺母3 拧紧。计算出轴向支撑点面的零值所在的位置后轻扭螺母3 到额度伸长值并将其固定，最后将螺母2 同样以d M 的力矩拧紧然后固定。此种方法在对滚珠丝杠螺母副的预紧中，表现出稳定性高，误差小的优点。】

3 结束语

      滚动轴承和滚珠丝杠作为现在数控机床的重要部件，对其进行间隙的消除意义重大。使用恰当有效的预紧方法，可很好将轴承在间隙中的游离窜动和丝杠的变形进行控制和消除。在实际的生产运行中，要根据实际的生产情况和加工要求，对滚动轴承和滚珠丝杠采取相应的预紧方法，达到既对丝杠进行有效的拉伸，又达到对轴承预紧的双重目的，从而提高整个系统的刚度和精度，使其充分的发挥作用。