Ⅰ 怎樣選擇合適的軸承
怎樣選擇合適的軸承?在選擇軸承時,首先,我們需要考慮軸承排列、安裝、拆卸之難易度、軸承所允許的空間、尺寸及軸承的市場性等,大致決定軸承結構。其次,一邊比較研究使用軸承的各種機械的設計壽命和軸承的各種不同的耐久限度,一邊決定軸承尺寸。在選擇軸承時,往往偏於只考慮軸承的疲勞壽命,有關由潤滑脂老化而發生的潤滑脂壽命、磨損、噪音等也需要充分研究。再者,根據不同的用途,有必要選擇對精度、游隙、保持架結構、潤滑脂等等要求,作特別設計的軸承。選擇軸承並沒有一定的順序、規則,優先應考慮的是對軸承所要求的條件、性能、最有關連的事項,尤為實際。
圓柱滾子軸承
圓柱滾子與滾道呈線接觸,徑向負荷能力大,即適用於承受重負荷與沖擊負荷,也適用於高速旋轉 N型及NU型可軸向移動,能適應因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的變化,最適應用作自由端軸承NJ型及NF型可承受一定程度的單向軸向負荷,NH型及NUP型可承受一定程度的雙向軸向負荷內圈或外圈可分離,便於裝拆NNU型及NN型抗徑向負荷的剛性強,大多用於機床主軸
主要適用的保持架:鋼板沖壓保持架(Z形)、銅合金切制保持架、銷式保持架、合成樹脂成形保持架
主要用途:中型及大型電動機、發電機、內燃機、燃汽輪機、機床主軸、減速裝置、裝卸搬運機械、各類產業機械
實體型滾針軸承
有內圈軸承的基本結構與NU型圓柱滾子軸承相同,但由於採用滾針,體積可以縮小,並可承受大徑向負荷無內圈軸承要把具有合適精度和硬度的軸的安裝面作為滾道面使用
主要適用的保持架:鋼板沖壓保持架
主要用途:汽車發動機、變速器、泵、挖土機履帶輪、提升機、橋式起重機、壓縮機
圓錐滾子軸承
該類軸承裝有圓台形滾子,滾子由內圈大擋邊引導
設計上使得內圈滾道面、外圈滾道面以及滾子滾動面的各圓錐面的頂點相交於軸承中心線上的一點
單列軸承可承受徑向負荷與單向軸向負荷,雙列軸承可承受徑向負荷與雙向軸向負荷
適用於承受重負荷與沖擊負荷
按接觸胸(α)的不同,分為小錐角、中錐角和大錐角三種型式,接觸角越大軸向負荷能力也越大
外圈與內組件(內圈與滾子和保持架組件)可分離,便於裝拆
後置輔助代號"J"或"JR"的軸承具有國際互換性
該類軸承還多使用英制系列產品
主要適用的保持架:鋼板沖壓保持架、合成樹脂成形保持架、銷式保持架
主要用途:汽車:前輪、後輪、變速器、差速器小齒輪軸。機床主軸、建築機械、大型農業機械、鐵路車輛齒輪減速裝置、軋鋼機輥頸及減速裝置
推力球軸承
由帶滾道的墊圈形滾道圈與球和保持架組件構成
與軸配合的滾道圈稱做軸圈,與外殼配合的滾道圈稱做座圈。雙向軸承則將中圈秘軸配合
單向軸承可承受單向軸向負荷,雙向軸承可承受雙向軸向負荷(二者均不能承受徑向負荷)
主要適用的保持架:鋼板沖壓保持架、銅合金或酚醛樹脂切制保持架、合成樹脂成形保持架
主要用途:汽車轉向銷、機床主軸
推力圓柱滾子軸承
由墊圈形滾道圈(軸圈、座圈)與圓柱滾子和保持架組件構成。圓柱滾子採用凸面加工,因此滾子與滾道面之間的壓力分布均勻
可承受單向軸向負荷
軸向負荷能力大,軸向剛性也強
主要適用的保持架:銅合金切制保持架
主要用途:石油鑽機、制鐵制鋼機械
推力滾針軸承
分離型軸承由滾道圈與滾針和保持架組件構成,可與沖壓加工的薄型滾道圈(W)或切制加工的厚型滾道圈(WS)任意組合
非分離型軸承是由經精密沖壓加工的滾道圈與滾針和保持架組件構成的整體型軸承
可承受單向軸向負荷
該類軸承佔用空間小,有利於機械的緊湊設計
大多僅採用滾針和保持架組件,而把軸及外殼的安裝面作為滾道面使用
主要適用的保持架:鋼板沖壓保持、合成樹脂成形保持架
主要用途:汽車、耕耘機、機床等的變速裝置
怎樣選擇合適的軸承?需要根據具體的工況,游隙以及力矩溫度等進行選擇。
Ⅱ 在機械設計中如何選取軸承
一、根據位置,確定所需的軸承的尺寸
每一個軸承都有它的符合國家標準的外形尺寸(非標的除外)。在大多數的情況下,軸徑(或軸承內徑)是根據機械的設計或其它設計的限制。所以軸承類型及尺寸的選擇是根據軸承的內徑而決定的。由此,標准軸承的主要尺寸表均根據國家標准內徑尺寸而編制的。
標准軸承的尺寸形式繁多,在機械裝置設計時最好採用標准軸承(這關繫到軸承是否容易采購,這樣無論是設計成本還是采購時間甚至是以後的維修更換都是很重要的)軸承的負荷: 施加在軸承上的負荷,其性質、大小、方向是多變的。通常,額定基本負荷在尺寸表上均有顯示。但軸向負荷及徑向負荷等等,亦是選擇適合的軸承重要因素。當球滾子軸承及滾針軸承的尺寸相當時,球滾子軸承通常有較高的負載能力及承受較大的振動及沖擊負荷。
二、根據設計要求、確定所需軸承的轉速
設計轉速值是根據軸承的類型,尺寸,精度,保持架類型,負荷,潤滑方式,及冷卻方式等因素確定。國標軸承表上列出了標准精度軸承在油潤滑及油脂潤滑下的允許轉速。通常,深溝球軸承、調心球軸承及圓柱滾子軸承都適用於高速運轉的場合。
三、根據設計要求、確定所需軸承的等級
軸承尺寸精度及旋轉精度是符合國家 標準的設計的。對於要求高精度及高速運轉的機械,建議使用P5級或以上精度的軸承,深溝球軸承、向心推力球軸承或圓柱滾子軸承則適用於高運轉精度的機械。 剛性,當軸承的滾動體及滾道接觸面受壓,會產生彈性形變。有些機械需要將彈性形變減至最小。滾子軸承比球軸承產生的彈性形變數小。
四、在某些情況下軸承要施加預壓以增加剛性。此程序通常用於深溝球軸承、向心推力球軸承及圓錐滾子軸承 內外圈偏置,軸彎曲,軸或軸承箱公差變化,配合錯誤都會導致內外圈的偏心。為防止偏心角度過大,自動調心球軸承,自動調心滾子軸承,或調心軸承座是較佳的選擇。 嗓音頻率及扭距,滾動軸承都是根據高精度標准生產製造的,所以嗓音及扭力小。深溝球軸承、及圓柱滾子軸承適用對於對低嗓音,低扭力有特別要求的場合。
安裝及拆卸,某些應用場合需要經常拆卸及安裝,以確保可以定期地進行檢測及維修。內外圈可以分別安裝的軸承如:圓柱軸承,滾針軸承,及圓錐軸承十分適用於此場合。錐孔型的自動調心球軸承及自動調心滾子軸承在軸套的幫助下,同樣簡化了安裝程序。
Ⅲ 選用滾動軸承時,主要應考慮哪些因素
滾動軸承類型多種多樣,選用時可考慮以下方面因素,從而進行選擇。
1.載荷的大小、方向和性質球軸承適於承受輕載荷,滾子軸承適於承受重載荷及沖擊載荷。當滾動軸承受純軸向載荷時,一般選用推力軸承;當滾動軸承受純徑向載荷時,一般選用深溝球軸承或短圓柱滾子軸承;陌貝網提供實時供需信息,當滾動軸承受純徑向載荷的同時,還有不大的軸向載荷時,可選用深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承及調心球或調心滾子軸承;當軸向載荷較大時,可選用接觸角較大的角接觸球軸承及圓錐滾子軸承,或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起,這在極高軸向載荷或特別要求有較大軸向剛性時尤為適合。
2.允許轉速因軸承的類型不同有很大的差異。一般情況下,摩擦小、發熱量少的軸承,適於高轉速。設計時應力求滾動軸承在低於其極限轉速的條件下工作。
3.剛性軸承承受負荷時,軸承套圈和滾動體接觸處就會產生彈性變形,變形量與載荷成比例,其比值決定軸承剛性的大小。一般可通過軸承的預緊來提高軸承的剛性;此外,在軸承支承設計中,考慮軸承的組合和排列方式也可改善軸承的支承剛度。
4.調心性能和安裝誤差軸承裝入工作位置後,往往由於製造誤差造成安裝和定位不良。此時常因軸產生撈度和熱膨脹等原因,使軸承承受過大的載荷,引起早期的損壞。自動調心軸承可自行克服由安裝誤差引起的缺陷,因而是適合此類用途的軸承。
5.安裝和拆卸圓錐滾子軸承、滾針軸承等,屬於內外圈可分離的軸承類型(即所謂分離型軸承),安裝拆卸方便。
6.市場性即使是列入產品目錄的卧式車床軸承,市場上不一定有銷售;反之,未列入產品目錄的軸承有的卻大量生產。因而,應清楚使用的軸承是否易購得。
Ⅳ 如何更好選擇主軸軸承的類型
一般來說,選擇軸承的步驟可能概括為:
1. 根據軸承工作條件(包括載荷方向及載荷類型、轉速、潤滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環境、環境溫度等),選擇軸承基本類型、公差等級和游隙;
2. 根據軸承的工作條件和受力情況和壽命要求,通過計算確定軸承型號,或根據使用要求,選定軸承型號,再驗算壽命;
3. 驗算所選軸承的額定載荷和極限轉速。
選擇軸承的主要考慮因素是極限轉速、要求的確良壽命和載荷能力,其它的因素則有助於確定軸承類型、結構、尺寸及公差等級和游隙工求的最終方案。
1. 類型選擇
各類滾動軸承具有不同的特性,適用於各種機械的不同使用情況。選擇軸承類型時,
通常應考慮下列因素。一般情況下:對承受推力載荷時選用推力軸承、角接觸軸承,對高速應用場合通常使用球軸承,承受重的徑向載荷時,則選用滾子軸承。總之,選用人員應從不同生產廠家、眾多的軸承產品中,選用合適的類型。
• 軸承所佔機械的空間和位置
在機械設計中,一般先確定軸的尺寸,然後,根據軸的尺寸選擇滾動軸承。通常是小軸選用球軸承,大軸選用滾子軸承。但是,當軸承在機器的直徑方向受到限制時,則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承;當軸承在機器的軸向位置受到限制時,可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。
• 軸承所受載荷的大小、方向和性質
載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用於承受較重的載荷,球軸承用於承受較輕的或中等載荷,滲碳鋼製造或貝氏體淬火的軸承,可承受沖擊與振動載荷。
在載荷的作用方向方面,承受純徑向載荷時,可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時,可選用推力球軸承;承受較大的純軸向載荷時,可選用推力滾子軸承。當軸承承受徑向和軸向聯合載荷時,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
• 軸承的調心性能
當軸的中心線與軸承座中心線不同,有角度誤差,或因軸的兩支承間距較大而軸的剛性以較小,容易受力彎曲或傾斜時,可選用具有良好調心性能的調心球或調心滾子軸承,以及外球軸承。此類軸承在軸稍微傾斜或彎曲情況下,能保持正常工作。
軸承調心性能的好壞,與其允許的不同軸度有關,不同軸度值愈大,調心性能愈好。各類軸承允許的不同軸度見表11
• 軸承的剛性
軸承的剛性,是指軸承產生單位變形所需力之大小。滾動軸承的彈性變形很小,在大多數機械中可以不必考慮,但在某些機械中,如機床主軸,軸承剛性則是一個重要因素,一般應選用圓柱和圓錐滾子軸承。因為這兩類軸承在承受載荷時,其滾動體與滾道屬於點接觸,剛性較差。
另外,各類軸承還可以通過預緊,達到增大支承剛性的目的。如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承,為防止軸的振動,增加支承剛性,往往在安裝時預先施加一定的軸向力,使其相互壓緊。這里特別指出:預緊量不可過大。過大時,將使軸承摩擦增大,溫升增高,影響軸承使用壽命。
• 軸承的轉速
每一個軸承型號都有其自身的極限轉速,它是由諸如尺寸、類型及結構等物理特性所決定的,極限轉速是指軸承的最高工作轉速(通常用r∕min),超過這一極限會導致軸承溫度升高,潤滑劑乾枯,甚至使軸承卡死。
使用場合所要求的速度范圍有助於決定採用什麼類型的軸承,圖12給出了大多數通用軸承的典型速度范圍。D是軸承尺寸,它通常是指軸承的節圓直徑,在選擇軸承時,使用軸承內徑和外徑的平均值,單位mm.
用節圓直徑D乘以軸旋轉速度(單位r/min)得出一極限轉速因素(DN),DN在選擇軸承類型和尺寸時十分重要。大多數軸承製造廠家的產品目錄都提供其產品的極限轉速值,實踐證明,在低於極限轉速90%的狀態下工作是比較好的。
脂潤滑軸承的極限轉速比油潤滑軸承的極限轉速低,軸承的供油方式對可達到的極限轉速有影響。表12提供了幾承潤滑形式的極限轉速修正系數(K )。必須注意,對脂潤滑軸承,其極限轉速一般僅是該軸承採用一個高質量的重復循環油系統時的極限轉速的80%,但對油霧潤滑系統,其極限轉速一般比相同的基本潤滑系統高50%。
保持架的設計和結構也影響軸承的極限轉速,因為滾動體與保持架表面是滑動接觸,用比較貴的、設計合理的、以高質量和低摩擦材料製成的保持架,不僅可將滾動體隔開來,而且有助於維持滑動接觸區的潤滑油膜。但象沖壓保持架之類價格低廉的保持架,通常只能使滾動體保持分離。因此,它們存在著易出事故和令人苦惱的滑動接觸,從而導致更低的極限轉速。
一般來說在較高轉速的工作場合下,宜選用深溝球軸承、角接觸軸承、圓柱滾子軸承;在較低轉速工作場合下,可選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承的極限轉速,一般約為深溝球軸承的65%,圓柱滾子軸承的70%,角接觸球軸承的60%。推力球軸承的極限轉速低,只能用於較低轉速的場合。
對於同一類軸承,尺寸愈小,允許轉速愈高。在選用軸承時,應注意要使實際轉速低於極限轉速。
• 軸承游動和軸向位移
通常情況下,一個軸用兩個軸承相隔一定的距離給予支承。為了適應軸和外殼不同程度的熱漲影響,安裝時應將一個軸承在軸向固定,另一個軸承使之在軸上可以游動(即游動支承),以防止因軸的伸長或收縮引起的卡死現象。游動支承通常選用內圈或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承(原2000型、32000型)和滾針軸承,這主要是此類軸承內部結構允許軸與外殼有適當軸向位移的緣故。此時,內圈與軸,外圈與外殼孔可採用緊配合。當採用不可分離型軸承做游動支承時,如深溝球軸承、調心滾子軸承,在安裝中必須允許外圈與外殼孔,或內圈與軸採用較松配合,使之軸向可自由游動。
圖13示出幾種定位和非定位的圓柱滾子軸承結構
圓錐滾子軸承、調心滾子軸承和深溝球軸承基本上屬於定位型,當用作非定位時則採用松配合安裝。所有推力滾子軸承均屬定位型軸承。
• 便利於軸承的安裝和拆卸
選用軸承類型時,對軸承安裝拆卸是否方便,亦必須考慮周全,特別是對大型和特大型軸承的安裝和拆卸尤為重要。一般的外圈可分離的角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承,安裝拆卸比較方便,它們的內圈和外圈可分別裝於軸上或殼體孔內。此外,內徑帶圓錐孔的,帶緊定套的調心滾子軸承、雙列圓柱滾子軸承和調心球軸承,也比較容易安裝拆卸。
• 其它要求
除上述因素外,還應考慮軸承的工作環境溫度、軸承密封及對摩擦力矩、振動、雜訊等的特殊要求。
Ⅳ 挑選軸承的時候需要考慮哪些因素
軸承的載荷,軸承所受載荷的大小、方向和性質,是選擇軸承類型的主要依據。根據載荷的大小選擇軸承的類型時,由於滾子軸承中主要元件間是線接觸,宜用於承受較大的載荷,承載後的變形也較小。而球軸承是點接觸,宜用於承受較輕的或中等的載荷,故在載荷較小時,應優先選用球軸承。軸易購
根據載荷的方向選擇軸承類型時,對於純軸向載荷,一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承,較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對於純徑向載荷,一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當軸承在承受徑向載荷R的同時,還有不大的軸向載荷A時,可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,當軸向載荷較大時,可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,或選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結構,分別承擔徑向載荷和軸向載荷。
軸承的轉速,在一般轉速下,轉速的高低對類型的選擇不發生什麼影響,只有在轉速較高時,才會有比較顯著的影響。軸承樣本中列入了各種類型、各種尺寸軸承的極限轉速。此極限轉速是指載荷不太大,冷卻條件正常,且為0級公差軸承時的最大允許轉速。由於極限轉速主要是受工作時溫升的限制,不能認為樣本中的極限轉速是一個絕對不可超越的界限。如果軸承的工作轉速超過極限轉速時,可採取下述的第五條措施。
從轉速對軸承的要求,可確定以下幾點:在內徑相同的條件下,外徑越小,滾動體就越輕小,運轉時滾動體加在外圈滾道上的離心慣性力就越小,因而就更適合用在更高的轉速下工作。故在高速時,宜選用超輕、特輕及輕系列的軸承。重及特重系列的軸承,只用於低速重載的場合。如用一個輕系列軸承而承載能力達不到要求時,可考慮採用寬系列的軸承,或者把兩個輕系列的軸承並裝在一起使用。
球軸承與滾子軸承相比,有較高的極限轉速,故在高速時應優先選用球軸承,推力軸承的極限轉速均很低。當工作轉速高時,如果軸向載荷不十分大,可採用角接觸球軸承承受純軸向力。保持架的材料與結構對軸承轉速影響極大。實體保持架比沖壓保持架允許更高一些的轉速。
如果工作轉速略超過樣本中規定的極限轉速,可用提高軸承的公差等級,或適當地加大軸承的徑向間隙,選用循環潤滑或油霧潤滑,加強對循環油的冷卻等措施來改善軸承的告訴性能。如果工作轉速超過極限轉速較多,應選用特製的高速滾動軸承。
軸承的安裝和拆卸便於裝拆,也是選擇軸承類型時應考慮的一個因素。在軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時,應優先選用內外圈可分離的軸承。當軸承在長軸上安裝時,為了便於拆卸,可選用其內圈孔為1:12的圓錐孔的軸承。
軸承的調心性能,當軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時,或因軸受力而彎曲或傾斜時,會造成軸承的內、外圈軸線發生傾斜。這時,應採用有一定調心性能的調心球軸承或調心滾子軸承。這類軸承在內外圈軸線有不大的相對偏斜時仍能正常工作。
圓柱滾子軸承和滾針軸承對軸承的偏斜最為敏感,這類軸承在偏斜狀態下的承載能力可能低於球軸承。因此在軸的剛度和軸承座孔的支承剛度較低時,應盡量避免使用這類軸承。
Ⅵ 機械設計中軸承的選型
大體如下,
1,根據這根軸的傳遞的功率或轉矩,先估算出軸的最小直徑,圓整個尺寸,不能為奇數
2,再根據這個尺查機械設計手冊,找到適合你的軸的軸承的尺寸,有d,和D的數據
3,最後再演算出軸承的壽命,不符合接著校驗
Ⅶ 如何正確選擇軸承的類型
軸承類型選擇
1、 允許空間。
2、 載荷大小和方向。例如既有徑向又有軸向的聯合載荷一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,如徑向載荷大,軸向載荷小,可選深溝球軸承和內外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承,如同時還存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的情況,可選用調心球軸承、調心滾子軸承;如軸向載荷大,徑向載荷小,可選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承,若同時要求調心性能,可選推力調心滾子軸承。
3、 軸承工作轉速。
4、 選轉精度。一般機械均可用G級公差軸承。
5、 軸承的剛性。一般滾子軸承的剛性大於球軸承,提高軸承的剛性,可通過「頂緊」,但必須適當。
6、 軸向游動。軸承配置通常是一端固定,一端游動,以適應軸的熱脹冷縮,保證軸承游動方式,一是可選用內圈或外圈無擋邊的軸承,另一種是在內圈與軸或者外圈與軸承孔之見採用間隙配合。
7、 摩擦力矩。需要低摩擦力矩的機械(如儀器),應盡量採用球軸承,還應避免採用接觸式密封軸承。
安裝與拆卸。裝卸頻繁時,可選用分離型軸承,或選用內圈為圓錐孔的,帶緊定套或退卸套的調心滾子軸承、調心軸承
Ⅷ 簡要敘述選用滾動軸承類型時,主要考慮哪些因素
1、實際作用在承載力,這是最重要的因素,他會決定軸承的使用壽命;
2、運轉速度,實際轉速要小於軸承的極限轉速;
3、設計上有沒有空間布置注油系統,平時使用時是否方便注油,來選擇免維護軸承或需要注油的軸承;
4、選擇合適的潤滑脂,根據受力,轉速和溫度等選擇合適的潤滑脂。
滾動軸承類型選擇應主要考慮的因素有:
① 軸承載荷大小 輕、中載荷選用球軸承;重載荷選用滾子軸承。
② 軸承載荷方式 純徑向載荷選用各類徑向軸承都可以。純軸向載荷選用推力球軸承、推力圓柱滾子軸承及推力滾針軸承;聯合載荷(同時具有徑向、軸向載荷時)一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向載荷較大而軸向載荷較小,可選用深溝球軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小時,可選用推力角接觸球軸承。
③ 轉速 轉速較高僅受徑向載荷時,選用深溝球軸承;承受聯合載荷時,宜選用角接觸球軸承;各種推力軸承的許用轉速均低於徑向軸承。
④ 對中性 有對中性誤差,如軸或殼體變形較大,軸承座的加工或安裝不良時,選用調心球軸承或調心滾子軸承。
⑤ 剛性 對軸承剛度要求高時選用滾子軸承。各類軸承通過適當地「預緊」可不同程度地提高剛度。
⑥ 安裝與拆卸 安裝拆卸較頻繁時,選用分離型結構的軸承。如圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承和推力軸承等。
具有圓錐形內孔的軸承可安裝在錐軸頸上,或藉助緊定套、退卸套裝在圓柱軸頸上,安裝拆卸很方便。
⑦ 經濟性 在滿足使用要求的情況下,應優先選用價格低的滾動軸承。一般說來,球軸承的價格低於滾子軸承;其次,精度愈高價格愈高。
Ⅸ 數控機床主軸設計中軸承有哪些選用技巧
軸承是主軸組件的重要組成部分,它的類型、結構、配置、精度、安裝、調整、潤滑和冷卻都直接影響主軸組件的工作性能。主軸的回轉精度在很大程度上由軸承所決定。
1、主軸滾動軸承
(1)滾動軸承的類型
滾動軸承摩擦阻力小,可以預緊,潤滑維護簡單,能在一定的轉速范圍和載荷變動范圍內穩定地工作。滾動軸承由專業化工廠生產,選購維修方便。但與滑動軸承相比,滾動軸承的雜訊很大,滾動體數目有限,剛度是變化的,抗振性略差並且對轉速有很大的限制。滾動軸承根據滾動體的結構分為球軸承、圓柱滾子軸承。陶瓷軸承是指軸承滾動體是用陶瓷材料製成的,而內外圈則仍用軸承鋼製造。之所以選用滾動體,主要是因為它具有以下特性:一是重量輕,二是熱膨脹系數小,三是彈性模量大。所以它具有離心力小,動摩擦力小,預緊力穩定,彈性變形小,剛度高的特點。
(2)主軸軸承的合理布置
1)主軸軸承的選擇和配置形式
機床主軸有前、後2個支承和前、中、後3個支承兩種,以前者較為多見。兩支承主軸軸承的配置形式,包括主軸軸承的選型,組合以及布置,主要根據對所涉及主軸組件在轉速、承載能力、剛度以及精度等方面的要求。
在確定兩支承主軸軸承配置形式時應遵循以下一般原則:
①適應剛度和承載能力的要求:主軸軸承配置形式的選擇首先應滿足所要求的剛度和承載能力。
②適應轉速要求:不同型號、規格和精度等級的軸承所允許的最高轉速是不同的。在相同條件下,點接觸的比線接觸的高;圓柱滾子比圓錐滾子高。
③適應精度的要求:主軸組件承受軸向力的推力軸承配置形式直接影響主軸的軸向位置精度。
2)三支承主軸組件
某些機床由於結構設計上的原因,導致主軸箱長度較長,其主軸兩個支承之間的支承跨距遠大於最佳跨距,此時,應考慮增設中間支承來提高主軸組件的剛度和抗振性。
3)主軸滾動軸承的應用設計
①主軸滾動軸承的剛度和承載能力
滾動軸承的剛度主要取決於滾動體與滾道之間的接觸剛度。運動軸承的剛度與軸承類型、載荷和預緊情況有關,且隨著載荷的增大呈非線性特性。
②主軸軸承的潤滑
潤滑對主軸組件的工作性能與軸承的壽命有很大的影響。潤滑不合理可能引發熱量增加,降低主軸工作精度,並加速軸承磨損。用於滾動軸承的潤滑劑可分為兩大類,即油脂潤滑劑和液體潤滑劑。
③主軸滾動軸承的密封
滾動軸承密封裝置的作用在與防止冷卻液、切屑、灰塵、雜物等進入軸承,並使潤滑劑無泄漏地保持在軸承內,從而充分發揮軸承的性能,確保軸承的使用壽命。對主軸組件密封裝置的要求是:適宜主軸的轉速、適應工作環境、結構緊密。主軸軸承的密封分接觸式和非接觸式。前者又可分為徑向密封圈密封盒毛氈圈密封,一般適用於低速主軸。非接觸式密封可分為間隙式密封、曲路式密封盒墊圈式密封,為保證密封作用,旋轉部分與固定部分的徑向間隙應小於0.2-0.3mm,在密封處應有回油控,以防漏油。
2、主軸滑動軸承
滑動軸承因具有良好的抗振性、旋轉精度高、運動平穩等特點,應用於高速或低速的精密、高精度數控機床。
主軸滑動軸承按產生油膜的方式,可以分為動壓軸承和靜壓軸承兩大類。按照流體介質不同可分為液體滑動軸承和氣動滑動軸承。
(1)液體動壓軸承
動壓軸承時靠主軸以一定轉速旋轉時帶著潤滑油從間隙大處向間隙小處流動,形成壓力油膜而將主軸浮起,並製成載荷。
(2)液體靜壓軸承
液體靜壓軸承由一套專用供油系統、節流器和軸承三部分組成。靜壓軸承與動壓軸承相比有如下有點:承載能力高、旋轉精度高、油膜有均化誤差的作用、可提高加工精度,抗振性好,運轉平穩,既能在極低速下工作,也能在極高速下工作,摩擦小,軸承壽命長。
靜壓軸承主要的缺點是需要一套專用供油設備,軸承製造工藝復雜、成本高。
(3)用空氣作為介質的靜壓軸承稱為氣體靜壓軸承,也稱為氣浮軸承或空氣軸承,其工作原理與液體靜壓軸相同。由於空氣的黏度比液體小得多,摩擦小,功率損耗小,能在極高轉速或極低溫度下工作,振動、雜訊特別小,旋轉精度高,壽命長,基本上不需要維護,用於高速、超高速、高精度數控機床主軸組件中。
(4)磁力軸承是一種新型的高性能軸承,具有各種傳統軸承無法相比的特殊性能。磁力軸承不予軸頸表面接觸,不存在機械摩擦和磨損,不需要潤滑和密封,溫升低,熱變形小,轉速高,壽命長,能耗低;磁力軸承基本電磁反饋控制系統保證主軸的旋轉精度,剛度和阻力可調控,可消除轉子質量部平衡,回轉特性可由感測器和控制系統獲得,便於狀態監控和診斷。磁力軸承主要用在加工中心的主軸組件中。