濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南,是全球生產(chǎn)滾動軸承和直線運動產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承,是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持,在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗,今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下主軸軸承。
主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵部件,其性能會直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪音等參數(shù),進(jìn)而會影響工件的加工質(zhì)量,例如零件的尺寸精度,表面粗糙度等指標(biāo)。因此,為了保持優(yōu)秀的機(jī)床加工能力,必須配用高性能的軸承。用于機(jī)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(jī)床、加工中心等高速、高精密機(jī)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。
精密角接觸球軸承
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。我們都知道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),所以它能提供更高的轉(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(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,例如,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,我們在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預(yù)載,一般輕預(yù)載比較常見。預(yù)載一般分成輕型、中型、重型三種;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,也就是我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。
精密圓錐滾子軸承
在一些重載且對速度有一定要求的機(jī)床應(yīng)用場合中---如鍛件的荒磨、石油管道的車絲機(jī)、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,它能很好的降低軸承運轉(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)。
此外,在一些內(nèi)圈擋邊線速度大于30米/秒的高速應(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)成功的在國內(nèi)客戶中使用。
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)。
第二種是采用兩個圓錐滾子軸承面對面安裝作為主軸的前端,而后端使用一個雙外圈、兩個單內(nèi)圈的軸承(TDO)作為浮動端使用;由于具有浮動能力,這類設(shè)計能很好的承受主軸的軸向熱膨脹,且剛度很高,保證了機(jī)床的精度。
精密圓柱滾子軸承
在機(jī)床主軸的應(yīng)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(yīng)用。此類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉(zhuǎn)速。軸承中的兩列滾子以交叉方式排列,旋轉(zhuǎn)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(nèi)圈帶擋邊,外圈可分離;NNU49、NNU49K兩個系列軸承外圈帶擋邊,內(nèi)圈可分離,其中NN30K和NNU49K系列內(nèi)圈為錐孔(錐度 1:12),與主軸的錐形軸頸配合,軸向移動內(nèi)圈,可使內(nèi)圈脹大,這樣軸承游隙可以被減小甚至預(yù)緊軸承(負(fù)游隙狀態(tài))。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(yù)緊軸承。對內(nèi)圈可分離的NNU49系列軸承,一般在內(nèi)圈裝上主軸后再對滾道精加工,以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度。
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