常用机床主轴轴承类型的简单介绍
常用机床主轴轴承类型的简单介绍
- 2021/4/9 8:55:00
轴承作为机床主轴和转台的核心部件，对机床的运行表现起到了举足轻重的作用。主轴作为机床的关键部件，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，进而影响工件的加工质量。为了保持优秀的机床加工能力，必须配用高性能的轴承。
用于机床主轴上的轴承精度应为ISOP5或以上(P5或P4是ISO的精度等级，通常从低到高为(P0、P6、P5、P4、P2)，而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承，则需选用ISOP4或以上的精度。主轴轴承包括角接触球轴承、圆锥滚子轴承，以及圆柱滚子轴承等类型。
1、精密角接触球轴承
精密角接触球轴承的使用广泛，角接触球轴承的滚动体是球，因为它是一种点接触(区别于滚子轴承的线接触)，所以能提供更高的转速、更小的发热量和更高的旋转精度。在一些超高速的主轴应用场合，还会采用陶瓷球(一般为si3N4或者是Al203)的混合型轴承。金属加工记者认为与传统的全淬透钢球相比，陶瓷球材料自身的特点赋予了陶瓷球轴承具有高刚度、高转速、耐高温、寿命长的特点，从而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，目前比较流行的是15和25的接触角;通常15的接触角具有比较高的转速性能，而25的接触角具有较高的轴向承载能力。由于预载的选择对于精密角接触球轴承应用的影响非常大，如在高承载、高刚性的场合，一般会选用中型或重型的轴承预载;而针对一些高转速、高精度的应用场合，在轴承的早期选型中，需要注意选择合适的预载。金属加工专家讲到预载一般分成轻型、中型、重型三种，一般轻预载比较常见。为了方便客户的使用，目前世界上的几大轴承制造商都普遍提供预先研磨轴承端面而加预载的轴承，也就是人们通常所说的万能配对精密角接触球轴承形式。该类轴承免去了客户的预载调节，从而节省了安装时间。
2、精密圆柱滚子轴承
在机床主轴的应用中，双列精密圆柱滚子轴承也会被使用到，通常与精密角接触球轴承或推力轴承组合应用。此类轴承能承受较大的径向载荷并允许有较高的转速。金属加工在线轴承中的两列滚子以交叉方式排列，旋转时波动频率比单列轴承大幅提高，振幅降低60%-70%。此类轴承通常有两种形式：NN30、NN30K两个系列轴承内圈带挡边，外圈可分离;NNU49、NNU49K两个系列轴承外圈带挡边，内圈可分离，其中NN30K和NNU49K系列内圈为锥孔(锥度1：12)，与主轴的锥形轴颈配合，轴向移动内圈，可使内圈胀大，这样轴承游隙可以被减小甚至预紧轴承(负游隙状态)。圆柱孔轴承通常采用热装，利用过盈配合减小轴承游隙，或者预紧轴承。对内圈可分离的NNU49系列轴承，一般在内圈装上主轴后再对滚道精加工，以提高主轴旋转精度。
3、精密圆锥滚子轴承
在一些重载且对速度有一定要求的机床应用场合中，如锻件的荒磨、石油管道的车丝机、重型车床和铣床等，选择精密圆锥滚子轴承是一种比较理想的方案。由于圆锥滚子轴承的滚子是线接触的设计，因此它能为主轴提供很高的刚性和承载;另外，圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承设计，它能很好地降低轴承运转扭矩和发热，从而确保主轴的转速和精度。由于圆锥滚子轴承能够在安装过程中调节轴向预载(游隙)，这能让客户在轴承的整个使用周期中更好地优化轴承游隙调节。