交叉滾子軸承在數(shù)控立車上的應(yīng)用
交叉滾子軸承在數(shù)控立車上的應(yīng)用
- 2020/12/14 14:24:39
中國是機(jī)床需求大國，也是社會(huì)生產(chǎn)大國，但僅是在中低端領(lǐng)域進(jìn)行較為充分的滿足我國國內(nèi)工業(yè)管理需要，高端領(lǐng)域一直涉入較少。隨著中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭的升級，提高自己產(chǎn)品信息技術(shù)含量，擁有獨(dú)立自主的專利、設(shè)計(jì)才是影響企業(yè)可以長期持續(xù)發(fā)展的最佳方式選擇。因此就數(shù)控立車而言，如何能夠?qū)崿F(xiàn)公司產(chǎn)品從低端到高端、從初級加工到高精尖制造才是企業(yè)文化轉(zhuǎn)型大潮中應(yīng)該積極思考和努力的方向。
在立式設(shè)備中，回轉(zhuǎn)工作臺是反映機(jī)床整體性能、實(shí)現(xiàn)工作零件加工精度的核心結(jié)構(gòu)之一。我們要求它高速運(yùn)行，承受繁重的工作，具有精確的操作精度和非常高的尖端扭矩阻力，支持工作站的軸承是這一重要任務(wù)的關(guān)鍵。此前國內(nèi)大部分工作站選擇推力軸承和徑向軸承一起使用，這種排列形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料多，特別是在大箱件的放置中，整個(gè)機(jī)床空間體積較大。軸承安裝和預(yù)緊調(diào)整也比較困難，保證難度大，工作站的整體精度也難以提高。
隨著近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高精度、高速機(jī)床產(chǎn)品受到市場的影響。它還使站立式汽車的加工精度不斷向新高度移動(dòng)。十字滾子軸承在提高立式加工精度方面起著關(guān)鍵作用。
一、跳動(dòng)精度
軸承跳動(dòng)分為同步跳動(dòng)和異步跳動(dòng)，其中同步跳動(dòng)對工作臺整體跳動(dòng)的影響可以通過磨削工作臺表面來最大程度的降低，但異步跳動(dòng)的影響在這個(gè)過程中是無法消除的，主要是由滾子外徑和圓度的公差決定的。因此，軸承的異步跳動(dòng)控制越好，工作臺的最終徑向和軸向跳動(dòng)越小，即運(yùn)行精度越高。在選擇軸承品牌和精度等級時(shí)，建議不僅要關(guān)注軸承裝配跳動(dòng)，還要深入了解影響軸承異步跳動(dòng)的精度標(biāo)準(zhǔn)。
二、軸承配合
在選擇軸承類型時(shí)，建議內(nèi)圈與軸、外圈與齒圈緊配合。
三、形位公差
軸與齒圈的安裝面要求具有與精密軸承一致的平面度、垂直度、圓度及圓柱度。控制這些形位公差不僅可以獲得更好的裝配精度，而且可以避免軸承內(nèi)外圈過度偏心而產(chǎn)生應(yīng)力集中，延長軸承的使用壽命。關(guān)于形位公差的加工標(biāo)準(zhǔn)，建議咨詢軸承供應(yīng)商，匹配其軸承精度即可。
四、軸向預(yù)緊量
立車的切削測試中非常廣泛關(guān)注工件的端面及外圓粗糙度，而決定其優(yōu)差的關(guān)鍵因素之一問題就是一個(gè)系統(tǒng)的剛性。系統(tǒng)具有剛性管理包括研究框架體系結(jié)構(gòu)的剛性、支撐軸承的剛性等，其中軸承的剛性往往主要取決于其軸向預(yù)緊量。
實(shí)際發(fā)展應(yīng)用中，軸承A列滾子工作主要可以承受傾覆力矩，而C列滾子主要風(fēng)險(xiǎn)承受軸向載荷。當(dāng)軸承外圈承重時(shí)，A列滾子與軸承圈有脫開的趨勢，即軸向游隙增大，而C列滾子被壓緊，即軸向游隙減小。如果一個(gè)軸承軸向預(yù)緊量不足，承重后，A列滾子不僅學(xué)習(xí)失去預(yù)緊，而且與滾道之間沒有出現(xiàn)游隙，系統(tǒng)具有剛性需求因此企業(yè)迅速開始下降，那么當(dāng)切削力作用產(chǎn)生傾覆力矩時(shí)，工件的徑向變形將大大提高增加，同時(shí)能夠得到的表面粗糙度也非常差;如果采用軸向預(yù)緊量過大，由于C列滾子要同時(shí)需要承受工件重量與軸承公司內(nèi)部預(yù)緊力，其與滾道之間的接觸過程中應(yīng)力有可能存在超出許用極限，大大減少降低中國軸承設(shè)計(jì)使用網(wǎng)絡(luò)壽命。因此，充分利用考慮環(huán)境溫度與載荷的影響，合理科學(xué)設(shè)定軸承的軸向預(yù)緊量變得更加尤為明顯重要。
五、軸承安裝注意事項(xiàng)
本節(jié)重點(diǎn)介紹安裝過程中需要特別注意的操作細(xì)節(jié):
1. 當(dāng)軸承下的內(nèi)圈裝入軸座并返回室溫時(shí)，需要用0.025mm的止損器檢查內(nèi)環(huán)與肩部之間的間隙，以確保其安裝到位;外圈也是如此，如果不正確，則使用中等硬度鋼棒擊中端面，使其就位，以免內(nèi)圈和外圈因安裝不到位而偏心，損壞軸承。
安裝下內(nèi)圈、外圈、滾子后，調(diào)整齒圈端面與主軸端面（紅線所示平面）之間的平行度，使下內(nèi)圈與外圈平行。安裝上內(nèi)圈后，使軸承前后轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L子和墊片正確定位，調(diào)整齒圈端面與上內(nèi)圈端面的平行度，保證三個(gè)軸承套圈平整，避免軸承套圈間的偏心，造成應(yīng)力集中，損壞軸承。
安裝上內(nèi)圈后，軸承必須前后旋轉(zhuǎn)，以自動(dòng)對齊滾子和墊圈，然后必須鎖緊墊圈和端蓋。如果沒有滾動(dòng)軸承，使?jié)L子在滾道上歪斜和鎖定，軸承運(yùn)行將有嚴(yán)重的發(fā)熱，滾道燒傷，劃痕和精度損失和其他問題。
4.按照對角線順序逐個(gè)鎖緊端蓋螺栓，鎖緊扭矩可增加到最終鎖緊量的三至四倍，以防止壓入端蓋時(shí)，由于兩側(cè)受力不均或過大而造成內(nèi)圈偏心。同時(shí)，在每一輪鎖定后，可以再次檢查端蓋的水平度，以盡可能消除偏心。
六. 其他問題
如果被加工工件在切削試驗(yàn)中粗糙度不好，除了軸承剛度問題外，還可能是設(shè)備中其他部件的振動(dòng)，傳遞到工作臺和工件上，影響切削質(zhì)量。
如果回轉(zhuǎn)工作臺由齒輪環(huán)嚙合驅(qū)動(dòng)，則在安裝過程中注意調(diào)整適當(dāng)?shù)膰Ш衔恢?，以便不偏心到環(huán)齒輪，從而導(dǎo)致軸承內(nèi)部應(yīng)力濃度過早報(bào)廢。
在數(shù)控立式車床的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，選擇十字滾子軸承支承轉(zhuǎn)臺已成為主流。
交叉滾子軸承在立式車床上的應(yīng)用非常成功，大大提高了機(jī)床的精度，特別是高速時(shí)軸承的幾何精度。但不可否認(rèn)的是，仍然存在很多限制軸承使用的缺點(diǎn)，比如軸承個(gè)體尺寸差異較大，相關(guān)零件要根據(jù)軸承的實(shí)際尺寸來確定。同時(shí)，軸承的外圈和下內(nèi)圈應(yīng)過盈安裝，相關(guān)零件的尺寸公差和形位公差極高，難以形成批量生產(chǎn)。當(dāng)然，隨著加工技術(shù)的提高和裝配方式的快速發(fā)展，十字滾子軸承已經(jīng)廣泛應(yīng)用于立式汽車中。洛陽鴻元軸承科技有限公司成立于2005年12月，是一家專業(yè)研發(fā)制造精密轉(zhuǎn)盤軸承、交叉滾子軸承、機(jī)器人減速器專用軸承三大系列產(chǎn)品的企業(yè)，占據(jù)國內(nèi)80％的市場，40％的產(chǎn)品出口歐洲、韓國等國家，年增長率為30％-50％。