在機(jī)械產(chǎn)品中,軸承屬于高精度產(chǎn)品,不僅需要數(shù)學(xué)、物理等諸多學(xué)科理論的綜合支持,而且需要材料科學(xué)、熱處理技術(shù)、精密加工和測量技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和有的數(shù)值方法及計算機(jī)技術(shù)等諸多學(xué)科為之服務(wù)。軸承是主軸組件的重要組成部分,它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度、安裝、調(diào)整、潤滑和冷卻都直接影響主軸組件的工作性能。
我們都知道,軸承是機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺的核心部件,對機(jī)床的運行表現(xiàn)起到了舉足輕重的作用。為了保持的機(jī)床加工能力,必須配用高性能的軸承。那么,我們應(yīng)該怎樣選擇高性能的軸承呢?
軸承作為各類機(jī)電產(chǎn)品配套與維修的重要機(jī)械基礎(chǔ)件,其性能、水平和質(zhì)量對主機(jī)的精度和性能有著直接的影響。主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵部件,性能會直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪聲等參數(shù),進(jìn)而影響工件的加工質(zhì)量。所以說,選擇高性能的軸承刻不容緩。
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,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ISOP4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。
1、精密角接觸球軸承
精密角接觸球軸承的使用廣泛,角接觸球軸承的滾動體是球,因為它是種點接觸(區(qū)別于滾子軸承的線接觸),所以能提供更高的轉(zhuǎn)速、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在些超高速的主軸應(yīng)用場合,還會采用陶瓷球(般為si3N4或者是Al203)的混合型軸承。金屬加工記者認(rèn)為與傳統(tǒng)的淬透鋼球相比,陶瓷球材料自身的點賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的點,從而滿足高客戶對機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。
2、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。金屬加工在線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,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。
3、精密圓錐滾子軸承
在些重載且對速度有定要求的機(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,圓錐滾子軸承是種純滾動的軸承設(shè)計,它能很好地降低軸承運轉(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)。
綜上所述,為了能選擇合適尺寸和類型的軸承,需要綜合考慮各種工況條件,例如運行速度、潤滑、安裝類型、主軸剛度、精度等要求。就軸承本身而言,只有充分地了解它的設(shè)計點以及由此帶來的優(yōu)點和缺點,才能充分發(fā)揮軸承的性能。軸承作為機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺的核心部件,對機(jī)床的運行表現(xiàn)起到了舉足輕重的作用。