交叉滚子轴承在数控立式车床设计中的运用
交叉滚子轴承在数控立式车床设计中的运用
- 2021/7/1 8:50:24
交叉滚子轴承在数控立式车床设计中的运用
在现有的工业生产环境中，数控立车被工业生产中广泛的使用。但是现有的大部分的数控立式车床主轴结构应用依旧采用传统的结构，即双列圆柱滚子轴承和平面轴承组合。相对于传统的结构应用，交叉滚子轴承更具有很多的优势，不仅满足传统的主轴结构应用的要求，也在优化数控立式车床主轴结构中起到了更加良好的效果。
一、交叉滚子轴承介绍
鸿元交叉滚子轴承是两列圆柱滚子在呈90度的V形滚道上通过尼龙隔离块被相互垂直交叉排列，所以交叉滚子轴承可承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等多方向的负荷。内外圈的尺寸被小型化，极薄形式更是接近于极限的小型尺寸，并且具有高刚性这样设计使得交叉滚子轴承结构比较紧凑，体积不占太多，对于设计工作台的成本也降低了。在交叉滚子轴承里，因为轴承里的滚子是和滚道成线面接触，这样排列后整个交叉滚子轴承承载的负荷就较传统的轴承结构大，径向负荷、轴向负荷依旧力矩负荷交叉滚子轴承都可以承受。因为其特殊的滚子排列，所以交叉滚子轴承因为负荷沉重而变形的概率大大降低。交叉滚子的径向外载荷增加，它的内外圈对于滚子的载荷也会不断的增大，但是滚子与滚道接触的面积就会缩小，也就是滚子就会变的不均。交叉滚子内外两圈的尺寸不断被缩小，现在的交叉滚子规模是超薄式的小型滚子，但是它的刚性依旧很高，所以在大量的机械使用中出现。
随着轴承外载荷的增大，不仅最大受载滚子的接触载荷增大，滚子所受载荷的不均匀性也变大。所以在设计轴承的过程中应考虑外载荷对滚子接触载荷分布的影响。随着轴承游隙的减小，滚子所受的载荷增大。当轴承负游隙值较大时，滚道与滚子间的接触受力区域明显减小，载荷分布也不均匀，轴承游隙对于轴承载荷分布影响不可忽略。
二、传统轴承结构在数控立式车床中的应用 在交叉滚子轴承出现之前，车床主轴一般都是传统的轴承结构，传统的轴承结构的主要是依赖推力球轴承来支撑工作，推力球轴承能承受一定的轴向力，所以该轴承主要用于承受工件的重量；而圆柱滚子轴承主要用于径向的定位和承受外部的径向力。该类设计应用广泛。并且成本也相对比较的低廉。由于推力球是一种点接触的轴承，所以它的轴向承载力相对比较低，主要用于小型或中型机床回转工作台中。此外推力球的润滑也比较困难。推力球轴承主要工作原理是主电机通过来自齿轮箱的一系列传动，将动力传动给转台下的大齿圈，大齿圈通过推力球轴承及角接触球轴承外圈，带动工作台支座及与之把合的回转工作台旋转，从而实现车床工作台的旋转运动。
三、交叉滚子轴承在数控立式车床上的应用
交叉滚子轴承的在数控立式车床中应用的优势。交叉滚子在数控立式车床主轴中的应用逐渐得到人们的认可，滚子以其特殊的排列方式占据的横截面面积比较小，这样在生产加工上节省了原材料，也降低了生产成本；在推动主轴转动时节省时间、耗力少、整个数控立式车床的工作效率和工作准确度也大大提升。由于车床的主轴采用的是交叉滚子轴承，减少了车床的组建时间，数控立式车床的主轴的中心也降低了，但是其性能大大提高了。除此之外，因为滚子是交叉排列，滚子之间的有效距离增加，提高了旋转度和稳定性能，滚子滚动带动轴承转动的时候，滚子之间只是相对滚动，并没有产生滑动现象，所以使得整个数控立式车床主轴的消耗大大降低，减少了耗油量，相对来说更加的环保，降低噪音，减少原料的使用。四、交叉圆锥滚子轴承的应用
交叉滚子轴承分为两大类，一类是圆柱交叉滚子轴承，另一类是圆锥交叉滚子轴承。一般情况下，圆锥交叉滚子管道的成本比较高。圆锥交叉滚子在立式车床中的应用对于研究交叉滚子在数控立式车床中的应用很有帮助。电动机通过变速箱驱动一对伞齿轮带动大齿圈暨工作台围绕主轴旋转。主轴轴承采用的是内环孔带有锥度的2组双列圆柱滚子轴承，这个锥度与主轴上的锥面相结合，上升轴承内环可使直径涨大来调整轴承的径向间隙，工作台通过静压导轨进行浮起，通过油膜检测机构来伺服调整供油量。立式车床主要加工件现在正在往大型、重型结构方向发展。
安装圆锥交叉滚子轴承后的立式车床工作台更加简化，取消了主轴、静压轴承以及一系列压力油管等零件。一个单列圆锥交叉滚子轴承，可取代传统的2个或者3个轴承的排列设计；在立车的主轴转盘应用上，以更小的装配空间具有更高的精度及刚性的特性；立车主轴转盘设计更为简单；有效降低装配高度进而降低整体重心的高度，同时减轻转盘主轴结构的重量；提高抗翻倾扭矩性能；圆锥滚子设计转动平稳，滚子只滚动无滑动，小振动、低噪声、低发热、润滑及冷却油用量少；润滑及冷却的油路系统设计更为简单；更小的驱动功率：减少转盘主轴的装配时间。
交叉滚子轴承成本低、运转速度快、消耗低，适合应用于各种大型的机械车床中使用，鸿元轴承希望通过介绍两种不同的轴承在数控立式车床中的使用，介绍了交叉滚子轴承的主要特点，希望能够让更多的机床厂商在改造机床时选用交叉滚子轴承，也希望同时发现交叉滚子轴承的一些不足，来进一步改造交叉滚子轴承。