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機(jī)床軸承都有哪些類型及其選型分析
中國(guó)軸承網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2017/01/06
軸承作為機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件，對(duì)機(jī)床的作業(yè)體現(xiàn)起到了無(wú)足輕重的效果。本文首要論述主軸軸承的選型以及轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型。
主軸作為機(jī)床的要害部件，功能會(huì)直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪聲等參數(shù)，進(jìn)而影響工件的加工質(zhì)量。為了堅(jiān)持優(yōu)異的機(jī)床加工才能，有必要配用高功能的軸承。
一、主軸軸承的選型
用于機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為ISOP5或以上(P5或P4是ISO的精度等級(jí)，一般從低到高為(P0、P6、P5、P4、P2)，而關(guān)于數(shù)控機(jī)床、加工基地等高速、高精細(xì)機(jī)床的主軸支承，則需選用ISOP4或以上的精度。主軸軸承包含角觸摸球軸承、圓錐滾子軸承，以及圓柱滾子軸承等類型。
1.1精細(xì)角觸摸球軸承
精細(xì)角觸摸球軸承的運(yùn)用廣泛，角觸摸球軸承的翻滾體是球，因?yàn)樗且环N點(diǎn)觸摸(差異于滾子軸承的線觸摸)，所以能供應(yīng)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運(yùn)用場(chǎng)合，還會(huì)采用陶瓷球(一般為si3N4或許是Al203)的混合型軸承。與傳統(tǒng)的全淬透鋼球比較，陶瓷球資料本身的特色賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長(zhǎng)的特色，然后滿意高端客戶對(duì)機(jī)床軸承商品的需求。
就角觸摸球軸承的觸摸角而言，目前對(duì)比盛行的是15和25的觸摸角；一般15的觸摸角具有對(duì)比高的轉(zhuǎn)速功能，而25的觸摸角具有較高的軸向承載才能。因?yàn)轭A(yù)載的挑選關(guān)于精細(xì)角觸摸球軸承運(yùn)用的影響非常大，如在高承載、高剛性的場(chǎng)合，一般會(huì)選用中型或重型的軸承預(yù)載；而對(duì)于一些高轉(zhuǎn)速、高精度的運(yùn)用場(chǎng)合，在軸承的前期選型中，需求留意挑選適宜的預(yù)載。預(yù)載一般分紅輕型、中型、重型三種，一般輕預(yù)載對(duì)比常見。為了便利客戶的運(yùn)用，目前世界上的幾大軸承制造商都遍及供應(yīng)預(yù)先研磨軸承端面而加預(yù)載的軸承，也即是大家一般所說(shuō)的萬(wàn)能配對(duì)精細(xì)角觸摸球軸承方式。該類軸承免去了客戶的預(yù)載調(diào)理，然后節(jié)省了設(shè)備時(shí)間。
1.2精細(xì)圓柱滾子軸承
在機(jī)床主軸的運(yùn)用中，雙列精細(xì)圓柱滾子軸承也會(huì)被運(yùn)用到，一般與精細(xì)角觸摸球軸承或推力軸承組合運(yùn)用。此類軸承能接受較大的徑向載荷并答應(yīng)有較高的轉(zhuǎn)速。軸承中的兩列滾子以穿插方式擺放，旋轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)頻率比單列軸承大幅進(jìn)步，振幅下降60%-70%。此類軸承一般有兩種方式：NN30、NN30K兩個(gè)系列軸承內(nèi)圈帶擋邊，外圈可分離；NNU49、NNU49K兩個(gè)系列軸承外圈帶擋邊，內(nèi)圈可分離，其間NN30K和NNU49K系列內(nèi)圈為錐孔(錐度1：12)，與主軸的錐形軸頸合作，軸向移動(dòng)內(nèi)圈，可使內(nèi)圈脹大，這么軸承游隙能夠被減小甚至預(yù)緊軸承(負(fù)游隙狀況)。圓柱孔軸承一般采用熱裝，利用過盈合作減小軸承游隙，或許預(yù)緊軸承。對(duì)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(duì)滾道精加工，以進(jìn)步主軸旋轉(zhuǎn)精度。
1.3精細(xì)圓錐滾子軸承
在一些重載且對(duì)速度有必定請(qǐng)求的機(jī)床運(yùn)用場(chǎng)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，挑選精細(xì)圓錐滾子軸承是一種對(duì)比抱負(fù)的方案。因?yàn)閳A錐滾子軸承的滾子是線觸摸的規(guī)劃，因此它能為主軸供應(yīng)很高的剛性和承載；別的，圓錐滾子軸承是一種純翻滾的軸承規(guī)劃，它能極好地下降軸承作業(yè)扭矩和發(fā)熱，然后確保主軸的轉(zhuǎn)速和精度。因?yàn)閳A錐滾子軸承能夠在設(shè)備過程中調(diào)理軸向預(yù)載(游隙)，這能讓客戶在軸承的全部運(yùn)用周期中更好地優(yōu)化軸承游隙調(diào)理。
二、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型
數(shù)控機(jī)床中常用的反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)有分度作業(yè)臺(tái)和數(shù)控反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)。數(shù)控機(jī)床在加工某些零件的時(shí)分，除了需求X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，有時(shí)分還需求有繞X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的圓周運(yùn)動(dòng)，分別稱為A、B、C軸。數(shù)控反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)可用來(lái)完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，除此之外，還能夠完成分度運(yùn)動(dòng)。而分度作業(yè)臺(tái)的功用僅僅將工件轉(zhuǎn)位換面，和主動(dòng)換刀設(shè)備合作運(yùn)用，完成工件一次設(shè)備能完成幾個(gè)面的多種工序，因此，大大進(jìn)步了作業(yè)效率。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的外形和分度作業(yè)臺(tái)沒有多大不同，但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特色。因?yàn)閿?shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所以它在結(jié)構(gòu)上和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)組織有許多共同之處。不同點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)組織完成的是直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)完成的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)廣泛地運(yùn)用于各種數(shù)控銑床、鏜床、各種立車以及立銑等機(jī)床。除了請(qǐng)求反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)能極好地接受工件分量外，還需求確保其在承載下的反轉(zhuǎn)精度。轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，作為轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件，在轉(zhuǎn)臺(tái)作業(yè)過程中，不只要具有很高的承載才能，還需具有高反轉(zhuǎn)精度、高抗傾覆才能、以及較高的轉(zhuǎn)速才能等。
2.1推力球軸承+圓柱滾子軸承
推力球軸承能接受必定的軸向力，所以該軸承首要用于接受工件的分量；而圓柱滾子軸承首要用于徑向的定位和接受外部的徑向力(例如切削力、銑削力等)。該類規(guī)劃運(yùn)用廣泛，并且本錢也相對(duì)對(duì)比低價(jià)。因?yàn)橥屏η蚴且环N點(diǎn)觸摸的軸承，所以它的軸向承載力相對(duì)對(duì)比有限，首要用于小型或中型的機(jī)床反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)。此外推力球的光滑也對(duì)比艱難。
2.2靜壓軸承+精細(xì)圓柱滾子軸承
靜壓軸承是一種靠外部供應(yīng)壓力油，在軸承內(nèi)建立靜壓承載油膜以完成光滑的滑動(dòng)軸承。靜壓軸承從起動(dòng)到停止一直在光滑下作業(yè)，所以沒有磨損，運(yùn)用壽命長(zhǎng)，起動(dòng)功率小；此外，這種軸承還具有旋轉(zhuǎn)精度高，油膜剛度大，能按捺油膜振動(dòng)等長(zhǎng)處。精細(xì)圓柱滾子軸承具有極好的徑向承載力，并且因?yàn)椴捎昧司?xì)級(jí)的軸承，反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)的反轉(zhuǎn)精度也能得到確保。運(yùn)用該類規(guī)劃的反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)能接受很高的軸向力，有些工件的分量超越200t以上，轉(zhuǎn)臺(tái)直徑超越10m。但是該類規(guī)劃也有一些不足之處，因?yàn)殪o壓軸承有必要順便一套專用的供油體系來(lái)供應(yīng)壓力油，保護(hù)對(duì)比復(fù)雜，并且本錢也對(duì)比高。
2.3穿插滾子軸承
穿插滾子軸承在轉(zhuǎn)臺(tái)上的運(yùn)用對(duì)比遍及。穿插滾子軸承的特征是軸承中有兩個(gè)滾道，兩排穿插擺放的滾子。與傳統(tǒng)的推力軸承+徑向定心軸承組合比較，穿插滾子軸承結(jié)構(gòu)緊湊、體積細(xì)巧，并簡(jiǎn)化了作業(yè)臺(tái)規(guī)劃，然后下降了轉(zhuǎn)臺(tái)的本錢。因?yàn)檫\(yùn)用了優(yōu)化的預(yù)緊力，該類軸承具有很高的剛度，因此轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度和精度也都得到了確保。得益于兩排穿插滾子的規(guī)劃，軸承的有用跨距能被明顯進(jìn)步，所以該類軸承具有很高的抗傾覆力矩。在穿插滾子軸承中，又分紅兩種類型：第一種是圓柱穿插滾子軸承，第二種是圓錐穿插滾子軸承。一般，圓柱穿插滾子軸承價(jià)格比圓錐穿插滾子軸承低，適用于轉(zhuǎn)速相對(duì)較低的轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)用中；而圓錐穿插滾子軸承采用了圓錐滾子的純翻滾規(guī)劃，具有作業(yè)精度高，轉(zhuǎn)速才能強(qiáng)，減少了軸長(zhǎng)度和加工本錢等優(yōu)勢(shì)。穿插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運(yùn)用。
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