机床行家必知的轴承选型注意事项
机床行家必知的轴承选型注意事项
- 2020/12/16 14:39:18
轴承可以作为中国机床主轴和转台的核心功能部件，对机床的运行过程中表现起到了一个举足轻重的作用。主轴作为一种机床的关键部件，性能会直接影响到机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪声等参数，进而产生影响以及工件的加 工产品质量。为了能够保持自己优秀的机床加工处理能力，必须配用高性能的轴承。
1主轴轴承的选型
机床主轴上使用的轴承精度应为ISOP5或以上（P5或P4为ISO精度等级，通常由低到高（P0、P6、P5、P4、P2），而对于数控机床、加工中心等高速高精度机床的主轴支承，则需要选择ISOP4或以上的精度。
1.1 精密角度接触滚珠轴承
精密角度接触滚珠轴承被广泛使用，角度接触滚珠轴承的滚动体是一个球形，因为它是点触点（与滚子轴承的线接触不同），因此提供更高的速度、更少的热量和更高的旋转精度。在某些超高速主轴应用中，还使用带陶瓷球（通常为 si3N4 或 Al203）的混合轴承。金属加工记者认为，与传统全淬火钢球相比，陶瓷球材料本身的特点赋予陶瓷球轴承具有高刚度、高速、耐温、长寿命的特点，因此可满足高端客户对机床轴承产品的需求。
就角接触球轴承的接触角而言，目前普遍采用15和25的接触角，通常15的接触角具有较高的速度性能，而25的接触角具有较高的轴向承载能力。由于预紧力的选择对精密角接触球轴承的应用有很大的影响，例如，在高负荷、高刚度的情况下，一般选用中、重负荷轴承，在轴承类型的早期选择中，应注意选择合适的预紧力。金属加工专家讲预压一般分为轻、中、重三种，一般轻预压比较常见。为了方便客户的使用，世界上几大轴承制造商一般都提供预加载轴承的预磨轴承端面，即通用配套精密角接触球轴承形式。这种类型的轴承消除了客户的预负荷调整，从而节省安装时间。
1.2精密圆锥滚子轴承
在一些重载且对速度有一定可以要求的机床技术应用不同场合中，如锻件的荒磨、石油企业管道的车丝机、重型车床和铣床等，选择进行精密圆锥滚子轴承是一种方式比较具有理想的方案。由于学习圆锥滚子轴承的滚子是线接触的设计，因此它能为主轴系统提供一个很高的刚性和承载；另外，圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承结构设计，它能不能很好地降低中国轴承运转扭矩和发热，从而有效确保主轴的转速和精度。由于研究圆锥滚子轴承公司能够在安装施工过程中需要调节轴向预载（游隙），这能让学生客户在轴承的整个社会使用周期中我们更好地优化我国轴承游隙调节。
1.3精密圆柱滚子轴承
双柱精密圆柱滚子轴承也用于机器主轴的应用，通常与精密角度接触滚珠轴承或推力轴承结合使用。这些轴承可以承受较大的径向负载，并允许更高的速度。金属加工在线轴承中的两个滚轮以交叉排列方式排列，旋转过程中波动的频率明显高于单排轴承，减幅为60％-70％。这些轴承通常有两种形式：NN30、NN30K两个系列轴承内圈边缘，外圈可分离，NNU49、NNU49K两个系列轴承外环带边缘，内圈可分离，其中NN30 K和NNU49K系列的内圈是一个锥形孔（锥形1：12），其中，与主轴的锥形轴颈结合，轴向移动内环，使内环膨胀，使轴承间隙可以减少甚至预拧紧（负间隙状态）。圆柱形孔轴承通常采用热安装，使用顶部配合来降低轴承间隙或预紧轴承。对于内圈可以分离NNU49系列轴承，一般内圈安装在主轴上，然后完成履带，以提高主轴旋转精度。
二、转台轴承的选型
数控机床机床常用的转盘有分度盘和数控机床转盘。数控机床加工某些零件时，除了需要 x、 y、 z 三坐标轴直线进给运动外，有时还需要有 x、 y、 z 三坐标轴的圆周运动，分别称为 a、 b、 c 轴。数控旋转工作台可以用来实现圆进给运动，此外，还可以完成分度运动。分度台的功能是只改变工件的表面，而自动换刀装置与工件的使用实现了一次性安装，可以完成多个表面的各种加工，因此，大大提高了效率。在线数控回转工作台的形状与分度工作台相似，但在结构上具有一系列特点。由于数控转台可以实现进给运动，因此在结构上与数控机床的进给传动机构有许多相似之处。不同之处在于驱动机构实现直线进给运动，而数控转台实现圆形进给运动。
回转工作台广泛应用于各种数控铣床、镗床、各种立式车床和立式铣床。除了要求转盘能很好地承受工件的重量外，还需要保证其在载荷作用下的回转精度。转台轴承作为转台的核心部件，不仅承载能力高，而且具有高的转动精度、高的抗倾覆能力和高的转速能力。
2.1交叉滚子轴承
十字滚子轴承广泛应用于转台。交叉滚子轴承的特点是有两个滚道和两排交叉滚子。与传统的推力轴承和径向定心轴承组合相比，十字滚子轴承结构紧凑，体积小，简化了工作台的设计，从而降低了转台的成本。由于优化了预紧力，这种轴承具有较高的刚度，因此转台的刚度和精度也得到保证。由于两排交叉滚子的设计，轴承的有效跨度可以显著提高，因此这种轴承具有较高的抗倾覆力矩。交叉滚子轴承有两种类型:第一种是圆柱形交叉滚子轴承，第二种是锥形交叉滚子轴承。一般圆柱交叉滚子轴承价格比圆锥交叉滚子轴承低，适合转速比较低的转盘应用；然而，圆锥滚子轴承采用圆锥滚子纯滚动设计，具有运行精度高、转速能力强、轴长和加工成本低等优点。十字滚子轴承适用于各种类型的立式或卧式镗床，以及立式铣床、立式车床和大型齿轮铣床。
RA系列交叉滚子轴承
2.2静压轴承+精密计算圆柱滚子通过轴承
静压轴承是一种从外部提供压力油，并在轴承内建立静压轴承油膜以实现润滑的滑动轴承。
2.3推力球轴承+圆柱滚子轴承
推力球轴承能承受能力一定的轴向力，所以该轴承系统主要可以用于企业承受工件的重量；而圆柱滚子轴承公司主要包括用于径向的定位和承受外部的径向力（例如切削力、铣削力等）。该类产品设计技术应用到了广泛，并且管理成本也相对来说比较低廉。由于推力球是一种点接触的轴承，所以它的轴向承载力研究相对发展比较分析有限，主要方法用于小型或中型的机床回转工作台。此外推力球的润滑也比较经济困难。
综上所述，为了选择合适的轴承尺寸和类型，有必要考虑各种运行条件，如运行速度、润滑、安装类型、主轴刚度、精度等要求。就轴承本身而言，只有充分认识其设计特点及其带来的利弊，才能充分发挥轴承的性能