主軸軸承的合理選用
<G0Ut6J> 8!b>[Nsc 用于
機床主軸上的軸承
精度應(yīng)為ISO P5或以上(P5 或P4 是ISO的精度等級,通常從低到高為P0、P6、P5、P4、P2),而對于
數(shù)控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,則需選用ISO P4或以上的精度。主軸軸承包括角接觸球軸承、圓錐滾子軸承,以及圓柱滾子軸承等類型。
P!SsMo6n Y>T<Qn^D 1. 精密角接觸球軸承
XmaRg{22 W!"Oho' 在上述的幾種軸承中,以精密角接觸球軸承的使用最為廣泛。角接觸球軸承的滾動體是球,因為它是一種點接觸(區(qū)別于滾子軸承的線接觸),所以能提供更高的轉(zhuǎn)速、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在一些超高速的主軸應(yīng)用場合,還會采用陶瓷球(一般為Si3N4或者是Al2O3)的混合型軸承。與傳統(tǒng)的全淬透鋼球相比,陶瓷球
材料自身的特點賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的特點,從而滿足高端客戶對機床軸承產(chǎn)品的需求。
QnJLTBv B@@tKn_CQ 精密角接觸球軸承
(-],VB
(+ v cUGBGX_& 就角接觸球軸承的接觸角而言,目前比較流行的是15和25的接觸角;通常15的接觸角具有比較高的轉(zhuǎn)速性能,而25的接觸角具有較高的軸向承載能力。由于預(yù)載的選擇對于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大,如在高承載、高剛性的場合,一般會選用中型或重型的軸承預(yù)載;而針對一些高轉(zhuǎn)速、高精度的應(yīng)用場合,在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預(yù)載。預(yù)載一般分成輕型、中型、重型三種,一般輕預(yù)載比較常見。為了方便客戶的使用,目前世界上的幾大軸承制造商都普遍提供預(yù)先研磨軸承端面而加預(yù)載的軸承,也就是人們通常所說的萬能配對精密角接觸球軸承形式。該類軸承免去了客戶的預(yù)載調(diào)節(jié),從而節(jié)省了安裝時間。
53$;ZO3 +s6v!({Z 2. 精密圓錐滾子軸承
j]U~ZAn,K *+k
yuY J 在一些重載且對速度有一定要求的機床應(yīng)用場合中,如鍛件的荒磨、石油管道的車絲機、重型車床和銑床等,選擇精密圓錐滾子軸承是一種比較理想的方案。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計,因此它能為主軸提供很高的剛性和承載;另外,圓錐滾子軸承是一種純滾動的軸承設(shè)計,它能很好地降低軸承運轉(zhuǎn)扭矩和發(fā)熱,從而確保主軸的轉(zhuǎn)速和精度。由于圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調(diào)節(jié)軸向預(yù)載(游隙),這能讓客戶在軸承的整個使用周期中更好地
優(yōu)化軸承游隙調(diào)節(jié)。
@
M4m!;rM PC\p>6xT 此外,在一些內(nèi)圈擋邊線速度大于30m/s的高速應(yīng)用中,某些特殊設(shè)計的圓錐滾子軸承也能滿足要求,如TSMA軸承或Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承。TSMA軸承的擋邊有多個軸向方向的潤滑油孔,可采用循環(huán)油潤滑或油霧潤滑,離心力可將油分布到滾子與擋邊接觸區(qū),從而能更充分地潤滑軸承,提高軸承轉(zhuǎn)速。而Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承是專為優(yōu)化主軸
系統(tǒng)的預(yù)載而設(shè)計,軸承有可浮動的擋邊,與滾子大端接觸,不像常見的軸承有固定內(nèi)圈擋邊;且該浮動擋邊由“壓力”系統(tǒng)定位,這樣就能保證軸承在各個工況條件下都能發(fā)揮最優(yōu)異的性能, 并且已經(jīng)成功地在國內(nèi)客戶中使用。
B6j/"x6N15 oVr:ZwkG3 帶液力浮動擋邊軸承的主軸設(shè)計
PI@?I&Bo <(_Tanx9Q 對于圓錐滾子軸承的精度選擇而言,ISO P5級的軸承主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的車床和銑床中;如果是加工中心、磨床等應(yīng)用,通常會選擇ISO P4或以上的精密軸承。在主軸設(shè)計中,比較常見的圓錐滾子軸承布局有兩種。第一種是前端和后端各采用一個圓錐滾子軸承,并采用面對面的安裝方式,這類設(shè)計
結(jié)構(gòu)緊湊,剛度高且便于安裝和調(diào)節(jié)。
(5A8#