Ⅰ 怎样选择合适的轴承
怎样选择合适的轴承?在选择轴承时,首先,我们需要考虑轴承排列、安装、拆卸之难易度、轴承所允许的空间、尺寸及轴承的市场性等,大致决定轴承结构。其次,一边比较研究使用轴承的各种机械的设计寿命和轴承的各种不同的耐久限度,一边决定轴承尺寸。在选择轴承时,往往偏于只考虑轴承的疲劳寿命,有关由润滑脂老化而发生的润滑脂寿命、磨损、噪音等也需要充分研究。再者,根据不同的用途,有必要选择对精度、游隙、保持架结构、润滑脂等等要求,作特别设计的轴承。选择轴承并没有一定的顺序、规则,优先应考虑的是对轴承所要求的条件、性能、最有关连的事项,尤为实际。
圆柱滚子轴承
圆柱滚子与滚道呈线接触,径向负荷能力大,即适用于承受重负荷与冲击负荷,也适用于高速旋转 N型及NU型可轴向移动,能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化,最适应用作自由端轴承NJ型及NF型可承受一定程度的单向轴向负荷,NH型及NUP型可承受一定程度的双向轴向负荷内圈或外圈可分离,便于装拆NNU型及NN型抗径向负荷的刚性强,大多用于机床主轴
主要适用的保持架:钢板冲压保持架(Z形)、铜合金切制保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架
主要用途:中型及大型电动机、发电机、内燃机、燃汽轮机、机床主轴、减速装置、装卸搬运机械、各类产业机械
实体型滚针轴承
有内圈轴承的基本结构与NU型圆柱滚子轴承相同,但由于采用滚针,体积可以缩小,并可承受大径向负荷无内圈轴承要把具有合适精度和硬度的轴的安装面作为滚道面使用
主要适用的保持架:钢板冲压保持架
主要用途:汽车发动机、变速器、泵、挖土机履带轮、提升机、桥式起重机、压缩机
圆锥滚子轴承
该类轴承装有圆台形滚子,滚子由内圈大挡边引导
设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点
单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷,双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷
适用于承受重负荷与冲击负荷
按接触胸(α)的不同,分为小锥角、中锥角和大锥角三种型式,接触角越大轴向负荷能力也越大
外圈与内组件(内圈与滚子和保持架组件)可分离,便于装拆
后置辅助代号"J"或"JR"的轴承具有国际互换性
该类轴承还多使用英制系列产品
主要适用的保持架:钢板冲压保持架、合成树脂成形保持架、销式保持架
主要用途:汽车:前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴。机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置
推力球轴承
由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成
与轴配合的滚道圈称做轴圈,与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承则将中圈秘轴配合
单向轴承可承受单向轴向负荷,双向轴承可承受双向轴向负荷(二者均不能承受径向负荷)
主要适用的保持架:钢板冲压保持架、铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
主要用途:汽车转向销、机床主轴
推力圆柱滚子轴承
由垫圈形滚道圈(轴圈、座圈)与圆柱滚子和保持架组件构成。圆柱滚子采用凸面加工,因此滚子与滚道面之间的压力分布均匀
可承受单向轴向负荷
轴向负荷能力大,轴向刚性也强
主要适用的保持架:铜合金切制保持架
主要用途:石油钻机、制铁制钢机械
推力滚针轴承
分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成,可与冲压加工的薄型滚道圈(W)或切制加工的厚型滚道圈(WS)任意组合
非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承
可承受单向轴向负荷
该类轴承占用空间小,有利于机械的紧凑设计
大多仅采用滚针和保持架组件,而把轴及外壳的安装面作为滚道面使用
主要适用的保持架:钢板冲压保持、合成树脂成形保持架
主要用途:汽车、耕耘机、机床等的变速装置
怎样选择合适的轴承?需要根据具体的工况,游隙以及力矩温度等进行选择。
Ⅱ 在机械设计中如何选取轴承
一、根据位置,确定所需的轴承的尺寸
每一个轴承都有它的符合国家标准的外形尺寸(非标的除外)。在大多数的情况下,轴径(或轴承内径)是根据机械的设计或其它设计的限制。所以轴承类型及尺寸的选择是根据轴承的内径而决定的。由此,标准轴承的主要尺寸表均根据国家标准内径尺寸而编制的。
标准轴承的尺寸形式繁多,在机械装置设计时最好采用标准轴承(这关系到轴承是否容易采购,这样无论是设计成本还是采购时间甚至是以后的维修更换都是很重要的)轴承的负荷: 施加在轴承上的负荷,其性质、大小、方向是多变的。通常,额定基本负荷在尺寸表上均有显示。但轴向负荷及径向负荷等等,亦是选择适合的轴承重要因素。当球滚子轴承及滚针轴承的尺寸相当时,球滚子轴承通常有较高的负载能力及承受较大的振动及冲击负荷。
二、根据设计要求、确定所需轴承的转速
设计转速值是根据轴承的类型,尺寸,精度,保持架类型,负荷,润滑方式,及冷却方式等因素确定。国标轴承表上列出了标准精度轴承在油润滑及油脂润滑下的允许转速。通常,深沟球轴承、调心球轴承及圆柱滚子轴承都适用于高速运转的场合。
三、根据设计要求、确定所需轴承的等级
轴承尺寸精度及旋转精度是符合国家 标准的设计的。对于要求高精度及高速运转的机械,建议使用P5级或以上精度的轴承,深沟球轴承、向心推力球轴承或圆柱滚子轴承则适用于高运转精度的机械。 刚性,当轴承的滚动体及滚道接触面受压,会产生弹性形变。有些机械需要将弹性形变减至最小。滚子轴承比球轴承产生的弹性形变量小。
四、在某些情况下轴承要施加预压以增加刚性。此程序通常用于深沟球轴承、向心推力球轴承及圆锥滚子轴承 内外圈偏置,轴弯曲,轴或轴承箱公差变化,配合错误都会导致内外圈的偏心。为防止偏心角度过大,自动调心球轴承,自动调心滚子轴承,或调心轴承座是较佳的选择。 嗓音频率及扭距,滚动轴承都是根据高精度标准生产制造的,所以嗓音及扭力小。深沟球轴承、及圆柱滚子轴承适用对于对低嗓音,低扭力有特别要求的场合。
安装及拆卸,某些应用场合需要经常拆卸及安装,以确保可以定期地进行检测及维修。内外圈可以分别安装的轴承如:圆柱轴承,滚针轴承,及圆锥轴承十分适用于此场合。锥孔型的自动调心球轴承及自动调心滚子轴承在轴套的帮助下,同样简化了安装程序。
Ⅲ 选用滚动轴承时,主要应考虑哪些因素
滚动轴承类型多种多样,选用时可考虑以下方面因素,从而进行选择。
1.载荷的大小、方向和性质球轴承适于承受轻载荷,滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯轴向载荷时,一般选用推力轴承;当滚动轴承受纯径向载荷时,一般选用深沟球轴承或短圆柱滚子轴承;陌贝网提供实时供需信息,当滚动轴承受纯径向载荷的同时,还有不大的轴向载荷时,可选用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承;当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承,或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起,这在极高轴向载荷或特别要求有较大轴向刚性时尤为适合。
2.允许转速因轴承的类型不同有很大的差异。一般情况下,摩擦小、发热量少的轴承,适于高转速。设计时应力求滚动轴承在低于其极限转速的条件下工作。
3.刚性轴承承受负荷时,轴承套圈和滚动体接触处就会产生弹性变形,变形量与载荷成比例,其比值决定轴承刚性的大小。一般可通过轴承的预紧来提高轴承的刚性;此外,在轴承支承设计中,考虑轴承的组合和排列方式也可改善轴承的支承刚度。
4.调心性能和安装误差轴承装入工作位置后,往往由于制造误差造成安装和定位不良。此时常因轴产生捞度和热膨胀等原因,使轴承承受过大的载荷,引起早期的损坏。自动调心轴承可自行克服由安装误差引起的缺陷,因而是适合此类用途的轴承。
5.安装和拆卸圆锥滚子轴承、滚针轴承等,属于内外圈可分离的轴承类型(即所谓分离型轴承),安装拆卸方便。
6.市场性即使是列入产品目录的卧式车床轴承,市场上不一定有销售;反之,未列入产品目录的轴承有的却大量生产。因而,应清楚使用的轴承是否易购得。
Ⅳ 如何更好选择主轴轴承的类型
一般来说,选择轴承的步骤可能概括为:
1. 根据轴承工作条件(包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等),选择轴承基本类型、公差等级和游隙;
2. 根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求,通过计算确定轴承型号,或根据使用要求,选定轴承型号,再验算寿命;
3. 验算所选轴承的额定载荷和极限转速。
选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力,其它的因素则有助于确定轴承类型、结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。
1. 类型选择
各类滚动轴承具有不同的特性,适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时,
通常应考虑下列因素。一般情况下:对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承,对高速应用场合通常使用球轴承,承受重的径向载荷时,则选用滚子轴承。总之,选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产品中,选用合适的类型。
• 轴承所占机械的空间和位置
在机械设计中,一般先确定轴的尺寸,然后,根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承,大轴选用滚子轴承。但是,当轴承在机器的直径方向受到限制时,则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承;当轴承在机器的轴向位置受到限制时,可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。
• 轴承所受载荷的大小、方向和性质
载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷,球轴承用于承受较轻的或中等载荷,渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承,可承受冲击与振动载荷。
在载荷的作用方向方面,承受纯径向载荷时,可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时,可选用推力球轴承;承受较大的纯轴向载荷时,可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。
• 轴承的调心性能
当轴的中心线与轴承座中心线不同,有角度误差,或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小,容易受力弯曲或倾斜时,可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承,以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下,能保持正常工作。
轴承调心性能的好坏,与其允许的不同轴度有关,不同轴度值愈大,调心性能愈好。各类轴承允许的不同轴度见表11
• 轴承的刚性
轴承的刚性,是指轴承产生单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小,在大多数机械中可以不必考虑,但在某些机械中,如机床主轴,轴承刚性则是一个重要因素,一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因为这两类轴承在承受载荷时,其滚动体与滚道属于点接触,刚性较差。
另外,各类轴承还可以通过预紧,达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承,为防止轴的振动,增加支承刚性,往往在安装时预先施加一定的轴向力,使其相互压紧。这里特别指出:预紧量不可过大。过大时,将使轴承摩擦增大,温升增高,影响轴承使用寿命。
• 轴承的转速
每一个轴承型号都有其自身的极限转速,它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的,极限转速是指轴承的最高工作转速(通常用r∕min),超过这一极限会导致轴承温度升高,润滑剂干枯,甚至使轴承卡死。
使用场合所要求的速度范围有助于决定采用什么类型的轴承,图12给出了大多数通用轴承的典型速度范围。D是轴承尺寸,它通常是指轴承的节圆直径,在选择轴承时,使用轴承内径和外径的平均值,单位mm.
用节圆直径D乘以轴旋转速度(单位r/min)得出一极限转速因素(DN),DN在选择轴承类型和尺寸时十分重要。大多数轴承制造厂家的产品目录都提供其产品的极限转速值,实践证明,在低于极限转速90%的状态下工作是比较好的。
脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低,轴承的供油方式对可达到的极限转速有影响。表12提供了几承润滑形式的极限转速修正系数(K )。必须注意,对脂润滑轴承,其极限转速一般仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油系统时的极限转速的80%,但对油雾润滑系统,其极限转速一般比相同的基本润滑系统高50%。
保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速,因为滚动体与保持架表面是滑动接触,用比较贵的、设计合理的、以高质量和低摩擦材料制成的保持架,不仅可将滚动体隔开来,而且有助于维持滑动接触区的润滑油膜。但象冲压保持架之类价格低廉的保持架,通常只能使滚动体保持分离。因此,它们存在着易出事故和令人苦恼的滑动接触,从而导致更低的极限转速。
一般来说在较高转速的工作场合下,宜选用深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承;在较低转速工作场合下,可选用圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承的极限转速,一般约为深沟球轴承的65%,圆柱滚子轴承的70%,角接触球轴承的60%。推力球轴承的极限转速低,只能用于较低转速的场合。
对于同一类轴承,尺寸愈小,允许转速愈高。在选用轴承时,应注意要使实际转速低于极限转速。
• 轴承游动和轴向位移
通常情况下,一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承。为了适应轴和外壳不同程度的热涨影响,安装时应将一个轴承在轴向固定,另一个轴承使之在轴上可以游动(即游动支承),以防止因轴的伸长或收缩引起的卡死现象。游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承(原2000型、32000型)和滚针轴承,这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘故。此时,内圈与轴,外圈与外壳孔可采用紧配合。当采用不可分离型轴承做游动支承时,如深沟球轴承、调心滚子轴承,在安装中必须允许外圈与外壳孔,或内圈与轴采用较松配合,使之轴向可自由游动。
图13示出几种定位和非定位的圆柱滚子轴承结构
圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位型,当用作非定位时则采用松配合安装。所有推力滚子轴承均属定位型轴承。
• 便利于轴承的安装和拆卸
选用轴承类型时,对轴承安装拆卸是否方便,亦必须考虑周全,特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸尤为重要。一般的外圈可分离的角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承,安装拆卸比较方便,它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外,内径带圆锥孔的,带紧定套的调心滚子轴承、双列圆柱滚子轴承和调心球轴承,也比较容易安装拆卸。
• 其它要求
除上述因素外,还应考虑轴承的工作环境温度、轴承密封及对摩擦力矩、振动、噪声等的特殊要求。
Ⅳ 挑选轴承的时候需要考虑哪些因素
轴承的载荷,轴承所受载荷的大小、方向和性质,是选择轴承类型的主要依据。根据载荷的大小选择轴承的类型时,由于滚子轴承中主要元件间是线接触,宜用于承受较大的载荷,承载后的变形也较小。而球轴承是点接触,宜用于承受较轻的或中等的载荷,故在载荷较小时,应优先选用球轴承。轴易购
根据载荷的方向选择轴承类型时,对于纯轴向载荷,一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承,较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷,一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷R的同时,还有不大的轴向载荷A时,可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,当轴向载荷较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,或选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构,分别承担径向载荷和轴向载荷。
轴承的转速,在一般转速下,转速的高低对类型的选择不发生什么影响,只有在转速较高时,才会有比较显著的影响。轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速。此极限转速是指载荷不太大,冷却条件正常,且为0级公差轴承时的最大允许转速。由于极限转速主要是受工作时温升的限制,不能认为样本中的极限转速是一个绝对不可超越的界限。如果轴承的工作转速超过极限转速时,可采取下述的第五条措施。
从转速对轴承的要求,可确定以下几点:在内径相同的条件下,外径越小,滚动体就越轻小,运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力就越小,因而就更适合用在更高的转速下工作。故在高速时,宜选用超轻、特轻及轻系列的轴承。重及特重系列的轴承,只用于低速重载的场合。如用一个轻系列轴承而承载能力达不到要求时,可考虑采用宽系列的轴承,或者把两个轻系列的轴承并装在一起使用。
球轴承与滚子轴承相比,有较高的极限转速,故在高速时应优先选用球轴承,推力轴承的极限转速均很低。当工作转速高时,如果轴向载荷不十分大,可采用角接触球轴承承受纯轴向力。保持架的材料与结构对轴承转速影响极大。实体保持架比冲压保持架允许更高一些的转速。
如果工作转速略超过样本中规定的极限转速,可用提高轴承的公差等级,或适当地加大轴承的径向间隙,选用循环润滑或油雾润滑,加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的告诉性能。如果工作转速超过极限转速较多,应选用特制的高速滚动轴承。
轴承的安装和拆卸便于装拆,也是选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时,应优先选用内外圈可分离的轴承。当轴承在长轴上安装时,为了便于拆卸,可选用其内圈孔为1:12的圆锥孔的轴承。
轴承的调心性能,当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时,或因轴受力而弯曲或倾斜时,会造成轴承的内、外圈轴线发生倾斜。这时,应采用有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。这类轴承在内外圈轴线有不大的相对偏斜时仍能正常工作。
圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感,这类轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球轴承。因此在轴的刚度和轴承座孔的支承刚度较低时,应尽量避免使用这类轴承。
Ⅵ 机械设计中轴承的选型
大体如下,
1,根据这根轴的传递的功率或转矩,先估算出轴的最小直径,圆整个尺寸,不能为奇数
2,再根据这个尺查机械设计手册,找到适合你的轴的轴承的尺寸,有d,和D的数据
3,最后再演算出轴承的寿命,不符合接着校验
Ⅶ 如何正确选择轴承的类型
轴承类型选择
1、 允许空间。
2、 载荷大小和方向。例如既有径向又有轴向的联合载荷一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承,如径向载荷大,轴向载荷小,可选深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承,如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况,可选用调心球轴承、调心滚子轴承;如轴向载荷大,径向载荷小,可选用推力角接触球轴承、推力圆锥滚子轴承,若同时要求调心性能,可选推力调心滚子轴承。
3、 轴承工作转速。
4、 选转精度。一般机械均可用G级公差轴承。
5、 轴承的刚性。一般滚子轴承的刚性大于球轴承,提高轴承的刚性,可通过“顶紧”,但必须适当。
6、 轴向游动。轴承配置通常是一端固定,一端游动,以适应轴的热胀冷缩,保证轴承游动方式,一是可选用内圈或外圈无挡边的轴承,另一种是在内圈与轴或者外圈与轴承孔之见采用间隙配合。
7、 摩擦力矩。需要低摩擦力矩的机械(如仪器),应尽量采用球轴承,还应避免采用接触式密封轴承。
安装与拆卸。装卸频繁时,可选用分离型轴承,或选用内圈为圆锥孔的,带紧定套或退卸套的调心滚子轴承、调心轴承
Ⅷ 简要叙述选用滚动轴承类型时,主要考虑哪些因素
1、实际作用在承载力,这是最重要的因素,他会决定轴承的使用寿命;
2、运转速度,实际转速要小于轴承的极限转速;
3、设计上有没有空间布置注油系统,平时使用时是否方便注油,来选择免维护轴承或需要注油的轴承;
4、选择合适的润滑脂,根据受力,转速和温度等选择合适的润滑脂。
滚动轴承类型选择应主要考虑的因素有:
① 轴承载荷大小 轻、中载荷选用球轴承;重载荷选用滚子轴承。
② 轴承载荷方式 纯径向载荷选用各类径向轴承都可以。纯轴向载荷选用推力球轴承、推力圆柱滚子轴承及推力滚针轴承;联合载荷(同时具有径向、轴向载荷时)一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向载荷较大而轴向载荷较小,可选用深沟球轴承。若轴向载荷较大而径向载荷较小时,可选用推力角接触球轴承。
③ 转速 转速较高仅受径向载荷时,选用深沟球轴承;承受联合载荷时,宜选用角接触球轴承;各种推力轴承的许用转速均低于径向轴承。
④ 对中性 有对中性误差,如轴或壳体变形较大,轴承座的加工或安装不良时,选用调心球轴承或调心滚子轴承。
⑤ 刚性 对轴承刚度要求高时选用滚子轴承。各类轴承通过适当地“预紧”可不同程度地提高刚度。
⑥ 安装与拆卸 安装拆卸较频繁时,选用分离型结构的轴承。如圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承和推力轴承等。
具有圆锥形内孔的轴承可安装在锥轴颈上,或借助紧定套、退卸套装在圆柱轴颈上,安装拆卸很方便。
⑦ 经济性 在满足使用要求的情况下,应优先选用价格低的滚动轴承。一般说来,球轴承的价格低于滚子轴承;其次,精度愈高价格愈高。
Ⅸ 数控机床主轴设计中轴承有哪些选用技巧
轴承是主轴组件的重要组成部分,它的类型、结构、配置、精度、安装、调整、润滑和冷却都直接影响主轴组件的工作性能。主轴的回转精度在很大程度上由轴承所决定。
1、主轴滚动轴承
(1)滚动轴承的类型
滚动轴承摩擦阻力小,可以预紧,润滑维护简单,能在一定的转速范围和载荷变动范围内稳定地工作。滚动轴承由专业化工厂生产,选购维修方便。但与滑动轴承相比,滚动轴承的噪声很大,滚动体数目有限,刚度是变化的,抗振性略差并且对转速有很大的限制。滚动轴承根据滚动体的结构分为球轴承、圆柱滚子轴承。陶瓷轴承是指轴承滚动体是用陶瓷材料制成的,而内外圈则仍用轴承钢制造。之所以选用滚动体,主要是因为它具有以下特性:一是重量轻,二是热膨胀系数小,三是弹性模量大。所以它具有离心力小,动摩擦力小,预紧力稳定,弹性变形小,刚度高的特点。
(2)主轴轴承的合理布置
1)主轴轴承的选择和配置形式
机床主轴有前、后2个支承和前、中、后3个支承两种,以前者较为多见。两支承主轴轴承的配置形式,包括主轴轴承的选型,组合以及布置,主要根据对所涉及主轴组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求。
在确定两支承主轴轴承配置形式时应遵循以下一般原则:
①适应刚度和承载能力的要求:主轴轴承配置形式的选择首先应满足所要求的刚度和承载能力。
②适应转速要求:不同型号、规格和精度等级的轴承所允许的最高转速是不同的。在相同条件下,点接触的比线接触的高;圆柱滚子比圆锥滚子高。
③适应精度的要求:主轴组件承受轴向力的推力轴承配置形式直接影响主轴的轴向位置精度。
2)三支承主轴组件
某些机床由于结构设计上的原因,导致主轴箱长度较长,其主轴两个支承之间的支承跨距远大于最佳跨距,此时,应考虑增设中间支承来提高主轴组件的刚度和抗振性。
3)主轴滚动轴承的应用设计
①主轴滚动轴承的刚度和承载能力
滚动轴承的刚度主要取决于滚动体与滚道之间的接触刚度。运动轴承的刚度与轴承类型、载荷和预紧情况有关,且随着载荷的增大呈非线性特性。
②主轴轴承的润滑
润滑对主轴组件的工作性能与轴承的寿命有很大的影响。润滑不合理可能引发热量增加,降低主轴工作精度,并加速轴承磨损。用于滚动轴承的润滑剂可分为两大类,即油脂润滑剂和液体润滑剂。
③主轴滚动轴承的密封
滚动轴承密封装置的作用在与防止冷却液、切屑、灰尘、杂物等进入轴承,并使润滑剂无泄漏地保持在轴承内,从而充分发挥轴承的性能,确保轴承的使用寿命。对主轴组件密封装置的要求是:适宜主轴的转速、适应工作环境、结构紧密。主轴轴承的密封分接触式和非接触式。前者又可分为径向密封圈密封盒毛毡圈密封,一般适用于低速主轴。非接触式密封可分为间隙式密封、曲路式密封盒垫圈式密封,为保证密封作用,旋转部分与固定部分的径向间隙应小于0.2-0.3mm,在密封处应有回油控,以防漏油。
2、主轴滑动轴承
滑动轴承因具有良好的抗振性、旋转精度高、运动平稳等特点,应用于高速或低速的精密、高精度数控机床。
主轴滑动轴承按产生油膜的方式,可以分为动压轴承和静压轴承两大类。按照流体介质不同可分为液体滑动轴承和气动滑动轴承。
(1)液体动压轴承
动压轴承时靠主轴以一定转速旋转时带着润滑油从间隙大处向间隙小处流动,形成压力油膜而将主轴浮起,并制成载荷。
(2)液体静压轴承
液体静压轴承由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。静压轴承与动压轴承相比有如下有点:承载能力高、旋转精度高、油膜有均化误差的作用、可提高加工精度,抗振性好,运转平稳,既能在极低速下工作,也能在极高速下工作,摩擦小,轴承寿命长。
静压轴承主要的缺点是需要一套专用供油设备,轴承制造工艺复杂、成本高。
(3)用空气作为介质的静压轴承称为气体静压轴承,也称为气浮轴承或空气轴承,其工作原理与液体静压轴相同。由于空气的黏度比液体小得多,摩擦小,功率损耗小,能在极高转速或极低温度下工作,振动、噪声特别小,旋转精度高,寿命长,基本上不需要维护,用于高速、超高速、高精度数控机床主轴组件中。
(4)磁力轴承是一种新型的高性能轴承,具有各种传统轴承无法相比的特殊性能。磁力轴承不予轴颈表面接触,不存在机械摩擦和磨损,不需要润滑和密封,温升低,热变形小,转速高,寿命长,能耗低;磁力轴承基本电磁反馈控制系统保证主轴的旋转精度,刚度和阻力可调控,可消除转子质量部平衡,回转特性可由传感器和控制系统获得,便于状态监控和诊断。磁力轴承主要用在加工中心的主轴组件中。