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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。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)管道的車絲機(jī)、重型車床和銑床等,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。

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二、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型

數(shù)控機(jī)床機(jī)床常用的轉(zhuǎn)盤有分度盤和數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)盤。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、各種立式車床和立式銑床。除了要求轉(zhuǎn)盤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、立式車床和大型齒輪銑床。

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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)來說比較低廉。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)及其帶來的利弊,才能充分發(fā)揮軸承的性能


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