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    如何正確選擇機床的高性能軸承?

    [ 發布日期:2017-08-02 點擊:1304 來源:洛陽歐納軸承有限公司 【打印此文】 【關閉窗口】]

    我們都知道,軸承是機床主軸和轉臺的核心部件,對機床的運行表現起到了舉足輕重的作用。為了保持的機床加工能力,必須配用高性能的軸承。那么,我們應該怎樣選擇高性能的軸承呢?

     

    軸承作為各類機電產品配套與維修的重要機械基礎件,其性能、水平和質量對主機的精度和性能有著直接的影響。主軸作為機床的關鍵部件,性能會直接影響到機床的旋轉精度、轉速、剛性、溫升及噪聲等參數,進而影響工件的加工質量。所以說,選擇高性能的軸承刻不容緩。


      RA系列交叉滾子軸承

    一、主軸軸承的選型

      

    用于機床主軸上的軸承精度應為ISOP5或以上(P5P4ISO的精度等級,通常從低到高為(P0、P6、P5、P4、P2),而對于數控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,則需選用ISOP4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。

      

    1、精密角接觸球軸承

      

    精密角接觸球軸承的使用廣泛,角接觸球軸承的滾動體是球,因為它是一種點接觸(區別于滾子軸承的線接觸),所以能提供更高的轉速、更小的發熱量和更高的旋轉精度。在一些超高速的主軸應用場合,還會采用陶瓷球(一般為si3N4或者是Al203)的混合型軸承。金屬加工記者認為與傳統的全淬透鋼球相比,陶瓷球材料自身的特點賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉速、耐高溫、壽命長的特點,從而滿足高端客戶對機床軸承產品的需求。

      

    2、精密圓柱滾子軸承

      

    在機床主軸的應用中,雙列精密圓柱滾子軸承也會被使用到,通常與精密角接觸球軸承或推力軸承組合應用。此類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉速。金屬加工在線軸承中的兩列滾子以交叉方式排列,旋轉時波動頻率比單列軸承大幅提高,振幅降低60-70%。此類軸承通常有兩種形式:NN30、NN30K兩個系列軸承內圈帶擋邊,外圈可分離;NNU49、NNU49K兩個系列軸承外圈帶擋邊,內圈可分離,其中NN30KNNU49K系列內圈為錐孔(錐度112),與主軸的錐形軸頸配合,軸向移動內圈,可使內圈脹大,這樣軸承游隙可以被減小甚至預緊軸承(負游隙狀態)。圓柱孔軸承通常采用熱裝,利用過盈配合減小軸承游隙,或者預緊軸承。對內圈可分離的NNU49系列軸承,一般在內圈裝上主軸后再對滾道精加工,以提高主軸旋轉精度。

      

    3、精密圓錐滾子軸承

      

    在一些重載且對速度有一定要求的機床應用場合中,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計,它能很好地降低軸承運轉扭矩和發熱,從而確保主軸的轉速和精度。由于圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調節軸向預載(游隙),這能讓客戶在軸承的整個使用周期中更好地優化軸承游隙調節。


     YRTS高速轉臺軸承 

    二、轉臺軸承的選型

      

    數控機床中常用的回轉工作臺有分度工作臺和數控回轉工作臺。數控機床在加工某些零件的時候,除了需要X、Y、Z三個坐標軸的直線進給運動外,有時候還需要有繞X、Y、Z三個坐標軸的圓周運動,分別稱為A、B、C軸。數控回轉工作臺可用來實現圓周進給運動,除此之外,還可以完成分度運動。而分度工作臺的功用只是將工件轉位換面,和自動換刀裝置配合使用,實現工件一次安裝能完成幾個面的多種工序,因此,大大提高了工作效率。金屬加工在線數控轉臺的外形和分度工作臺沒有多大差別,但在結構上則具有一系列的特點。由于數控轉臺能實現進給運動,所以它在結構上和數控機床的進給驅動機構有許多共同之處。不同點是驅動機構實現的是直線進給運動,而數控轉臺實現的是圓周進給運動。

      

    回轉工作臺廣泛地使用于各種數控銑床、鏜床、各種立車以及立銑等機床。除了要求回轉工作臺能很好地承受工件重量外,還需要保證其在承載下的回轉精度。轉臺軸承,作為轉臺的核心部件,在轉臺運行過程中,不僅要具有很高的承載能力,還需具備高回轉精度、高抗傾覆能力、以及較高的轉速能力等。


    1、推力球軸承圓柱滾子軸承  


    推力球軸承能承受一定的軸向力,所以該軸承主要用于承受工件的重量;而圓柱滾子軸承主要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)。該類設計應用廣泛,并且成本也相對比較低廉。由于推力球是一種點接觸的軸承,所以它的軸向承載力相對比較有限,主要用于小型或中型的機床回轉工作臺。此外推力球的潤滑也比較困難。

      

    2、靜壓軸承精密圓柱滾子軸承

      

    靜壓軸承是一種靠外部供給壓力油,在軸承內建立靜壓承載油膜以實現潤滑的滑動軸承。靜壓軸承從起動到停止始終在潤滑下工作,所以沒有磨損,使用壽命長,起動功率??;此外,這種軸承還具有旋轉精度高,油膜剛度大,能抑制油膜振蕩等優點。精密圓柱滾子軸承具有很好的徑向承載力,并且由于采用了精密級的軸承,回轉工作臺的回轉精度也能得到保證。使用該類設計的回轉工作臺能承受很高的軸向力,有些工件的重量超過200t以上,轉臺直徑超過10m。但是該類設計也有一些不足之處,由于靜壓軸承必須附帶一套專用的供油系統來供給壓力油,維護比較復雜,而且成本也比較高。

      

    3、交叉滾子軸承

     

    交叉滾子軸承在轉臺上的應用比較普遍。交叉滾子軸承的特征是軸承中有兩個滾道,兩排交叉排列的滾子。與傳統的推力軸承徑向定心軸承組合相比,交叉滾子軸承結構緊湊、體積小巧,并簡化了工作臺設計,從而降低了轉臺的成本。由于使用了優化的預緊力,該類軸承具有很高的剛度,因而轉臺的剛度和精度也都得到了保證。得益于兩排交叉滾子的設計,軸承的有效跨距能被顯著提高,所以該類軸承具有很高的抗傾覆力矩。在交叉滾子軸承中,又分成兩種類型:種是圓柱交叉滾子軸承,第二種是圓錐交叉滾子軸承。通常,圓柱交叉滾子軸承價格比圓錐交叉滾子軸承低,適用于轉速相對較低的轉臺應用中;而圓錐交叉滾子軸承采用了圓錐滾子的純滾動設計,具有運轉精度高,轉速能力強,減少了軸長度和加工成本等優勢。交叉滾子軸承適用于各種類型的立式或臥式鏜床,以及立磨、立車和大型齒輪銑床等應用。


     SX系列交叉滾子軸承 


    綜上所述,為了能選擇合適尺寸和類型的軸承,需要綜合考慮各種工況條件,例如運行速度、潤滑、安裝類型、主軸剛度、精度等要求。就軸承本身而言,只有充分地了解它的設計特點以及由此帶來的優點和缺點,才能充分發揮軸承的性能。軸承作為機床主軸和轉臺的核心部件,對機床的運行表現起到了舉足輕重的作用。

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