機(jī)床行家必知的軸承選型注意事項(xiàng)
機(jī)床行家必知的軸承選型注意事項(xiàng)
- 2020/12/16 14:39:18
軸承可以作為中國(guó)機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺(tái)的核心功能部件，對(duì)機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)起到了一個(gè)舉足輕重的作用。主軸作為一種機(jī)床的關(guān)鍵部件，性能會(huì)直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪聲等參數(shù)，進(jìn)而產(chǎn)生影響以及工件的加 工產(chǎn)品質(zhì)量。為了能夠保持自己優(yōu)秀的機(jī)床加工處理能力，必須配用高性能的軸承。
1主軸軸承的選型
機(jī)床主軸上使用的軸承精度應(yīng)為ISOP5或以上（P5或P4為ISO精度等級(jí)，通常由低到高（P0、P6、P5、P4、P2），而對(duì)于數(shù)控機(jī)床、加工中心等高速高精度機(jī)床的主軸支承，則需要選擇ISOP4或以上的精度。
1.1 精密角度接觸滾珠軸承
精密角度接觸滾珠軸承被廣泛使用，角度接觸滾珠軸承的滾動(dòng)體是一個(gè)球形，因?yàn)樗屈c(diǎn)觸點(diǎn)（與滾子軸承的線接觸不同），因此提供更高的速度、更少的熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在某些超高速主軸應(yīng)用中，還使用帶陶瓷球（通常為 si3N4 或 Al203）的混合軸承。金屬加工記者認(rèn)為，與傳統(tǒng)全淬火鋼球相比，陶瓷球材料本身的特點(diǎn)賦予陶瓷球軸承具有高剛度、高速、耐溫、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，因此可滿足高端客戶對(duì)機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。
就角接觸球軸承的接觸角而言，目前普遍采用15和25的接觸角，通常15的接觸角具有較高的速度性能，而25的接觸角具有較高的軸向承載能力。由于預(yù)緊力的選擇對(duì)精密角接觸球軸承的應(yīng)用有很大的影響，例如，在高負(fù)荷、高剛度的情況下，一般選用中、重負(fù)荷軸承，在軸承類型的早期選擇中，應(yīng)注意選擇合適的預(yù)緊力。金屬加工專家講預(yù)壓一般分為輕、中、重三種，一般輕預(yù)壓比較常見(jiàn)。為了方便客戶的使用，世界上幾大軸承制造商一般都提供預(yù)加載軸承的預(yù)磨軸承端面，即通用配套精密角接觸球軸承形式。這種類型的軸承消除了客戶的預(yù)負(fù)荷調(diào)整，從而節(jié)省安裝時(shí)間。
1.2精密圓錐滾子軸承
在一些重載且對(duì)速度有一定可以要求的機(jī)床技術(shù)應(yīng)用不同場(chǎng)合中，如鍛件的荒磨、石油企業(yè)管道的車(chē)絲機(jī)、重型車(chē)床和銑床等，選擇進(jìn)行精密圓錐滾子軸承是一種方式比較具有理想的方案。由于學(xué)習(xí)圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計(jì)，因此它能為主軸系統(tǒng)提供一個(gè)很高的剛性和承載；另外，圓錐滾子軸承是一種純滾動(dòng)的軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它能不能很好地降低中國(guó)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和發(fā)熱，從而有效確保主軸的轉(zhuǎn)速和精度。由于研究圓錐滾子軸承公司能夠在安裝施工過(guò)程中需要調(diào)節(jié)軸向預(yù)載（游隙），這能讓學(xué)生客戶在軸承的整個(gè)社會(huì)使用周期中我們更好地優(yōu)化我國(guó)軸承游隙調(diào)節(jié)。
1.3精密圓柱滾子軸承
雙柱精密圓柱滾子軸承也用于機(jī)器主軸的應(yīng)用，通常與精密角度接觸滾珠軸承或推力軸承結(jié)合使用。這些軸承可以承受較大的徑向負(fù)載，并允許更高的速度。金屬加工在線軸承中的兩個(gè)滾輪以交叉排列方式排列，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中波動(dòng)的頻率明顯高于單排軸承，減幅為60％-70％。這些軸承通常有兩種形式：NN30、NN30K兩個(gè)系列軸承內(nèi)圈邊緣，外圈可分離，NNU49、NNU49K兩個(gè)系列軸承外環(huán)帶邊緣，內(nèi)圈可分離，其中NN30 K和NNU49K系列的內(nèi)圈是一個(gè)錐形孔（錐形1：12），其中，與主軸的錐形軸頸結(jié)合，軸向移動(dòng)內(nèi)環(huán)，使內(nèi)環(huán)膨脹，使軸承間隙可以減少甚至預(yù)擰緊（負(fù)間隙狀態(tài)）。圓柱形孔軸承通常采用熱安裝，使用頂部配合來(lái)降低軸承間隙或預(yù)緊軸承。對(duì)于內(nèi)圈可以分離NNU49系列軸承，一般內(nèi)圈安裝在主軸上，然后完成履帶，以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度。
二、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型
數(shù)控機(jī)床機(jī)床常用的轉(zhuǎn)盤(pán)有分度盤(pán)和數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)盤(pán)。數(shù)控機(jī)床加工某些零件時(shí)，除了需要 x、 y、 z 三坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，有時(shí)還需要有 x、 y、 z 三坐標(biāo)軸的圓周運(yùn)動(dòng)，分別稱為 a、 b、 c 軸。數(shù)控旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)圓進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，此外，還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。分度臺(tái)的功能是只改變工件的表面，而自動(dòng)換刀裝置與工件的使用實(shí)現(xiàn)了一次性安裝，可以完成多個(gè)表面的各種加工，因此，大大提高了效率。在線數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的形狀與分度工作臺(tái)相似，但在結(jié)構(gòu)上具有一系列特點(diǎn)。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此在結(jié)構(gòu)上與數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有許多相似之處。不同之處在于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)圓形進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控銑床、鏜床、各種立式車(chē)床和立式銑床。除了要求轉(zhuǎn)盤(pán)能很好地承受工件的重量外，還需要保證其在載荷作用下的回轉(zhuǎn)精度。轉(zhuǎn)臺(tái)軸承作為轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件，不僅承載能力高，而且具有高的轉(zhuǎn)動(dòng)精度、高的抗傾覆能力和高的轉(zhuǎn)速能力。
2.1交叉滾子軸承
十字滾子軸承廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)臺(tái)。交叉滾子軸承的特點(diǎn)是有兩個(gè)滾道和兩排交叉滾子。與傳統(tǒng)的推力軸承和徑向定心軸承組合相比，十字滾子軸承結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，簡(jiǎn)化了工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，從而降低了轉(zhuǎn)臺(tái)的成本。由于優(yōu)化了預(yù)緊力，這種軸承具有較高的剛度，因此轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度和精度也得到保證。由于兩排交叉滾子的設(shè)計(jì)，軸承的有效跨度可以顯著提高，因此這種軸承具有較高的抗傾覆力矩。交叉滾子軸承有兩種類型:第一種是圓柱形交叉滾子軸承，第二種是錐形交叉滾子軸承。一般圓柱交叉滾子軸承價(jià)格比圓錐交叉滾子軸承低，適合轉(zhuǎn)速比較低的轉(zhuǎn)盤(pán)應(yīng)用；然而，圓錐滾子軸承采用圓錐滾子純滾動(dòng)設(shè)計(jì)，具有運(yùn)行精度高、轉(zhuǎn)速能力強(qiáng)、軸長(zhǎng)和加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。十字滾子軸承適用于各種類型的立式或臥式鏜床，以及立式銑床、立式車(chē)床和大型齒輪銑床。
RA系列交叉滾子軸承
2.2靜壓軸承+精密計(jì)算圓柱滾子通過(guò)軸承
靜壓軸承是一種從外部提供壓力油，并在軸承內(nèi)建立靜壓軸承油膜以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承。
2.3推力球軸承+圓柱滾子軸承
推力球軸承能承受能力一定的軸向力，所以該軸承系統(tǒng)主要可以用于企業(yè)承受工件的重量；而圓柱滾子軸承公司主要包括用于徑向的定位和承受外部的徑向力（例如切削力、銑削力等）。該類產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到了廣泛，并且管理成本也相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低廉。由于推力球是一種點(diǎn)接觸的軸承，所以它的軸向承載力研究相對(duì)發(fā)展比較分析有限，主要方法用于小型或中型的機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。此外推力球的潤(rùn)滑也比較經(jīng)濟(jì)困難。
綜上所述，為了選擇合適的軸承尺寸和類型，有必要考慮各種運(yùn)行條件，如運(yùn)行速度、潤(rùn)滑、安裝類型、主軸剛度、精度等要求。就軸承本身而言，只有充分認(rèn)識(shí)其設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其帶來(lái)的利弊，才能充分發(fā)揮軸承的性能