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【德國進(jìn)口軸承】如何正確選擇機(jī)床的高性能軸承?

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文章出處:www.www.sdjatyqc.com/?liwen0112網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2016-11-12 16:00:00

  濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南,是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌德國INA軸承和德國FAG軸承,是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持,在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn),今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專家為大家介紹一下如何正確選擇機(jī)床的高性能軸承?

主軸軸承

 

  軸承作為機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件,對機(jī)床的運(yùn)行表現(xiàn)起到了舉足輕重的作用。主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵部件,性能會(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。為了保持優(yōu)秀的機(jī)床加工能力,必須配用高性能的軸承。


  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),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(dòng)體是球,因?yàn)樗且环N點(diǎn)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。在一些超高速的主軸應(yīng)用場合,還會(huì)采用陶瓷球(一般為si3N4或者是Al203)的混合型軸承。金屬加工記者認(rèn)為與傳統(tǒng)的全淬透鋼球相比,陶瓷球材料自身的特點(diǎn)賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的特點(diǎn),從而滿足高端客戶對機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。


  就角接觸球軸承的接觸角而言,目前比較流行的是15和25的接觸角;通常15的接觸角具有比較高的轉(zhuǎn)速性能,而25的接觸角具有較高的軸向承載能力。由于預(yù)載的選擇對于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大,如在高承載、高剛性的場合,一般會(huì)選用中型或重型的軸承預(yù)載;而針對一些高轉(zhuǎn)速、高精度的應(yīng)用場合,在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預(yù)載。金屬加工專家講到預(yù)載一般分成輕型、中型、重型三種,一般輕預(yù)載比較常見。為了方便客戶的使用,目前世界上的幾大軸承制造商都普遍提供預(yù)先研磨軸承端面而加預(yù)載的軸承,也就是人們通常所說的萬能配對精密角接觸球軸承形式。該類軸承免去了客戶的預(yù)載調(diào)節(jié),從而節(jié)省了安裝時(shí)間。


  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(huì)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(shí)波動(dòng)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(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(dòng)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,一般在內(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


  在一些重載且對速度有一定要求的機(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一種比較理想的方案。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計(jì),因此它能為主軸提供很高的剛性和承載;另外,圓錐滾子軸承是一種純滾動(dòng)的軸承設(shè)計(jì),它能很好地降低軸承運(yùn)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(gè)使用周期中更好地優(yōu)化軸承游隙調(diào)節(jié)。


  二、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型


  數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。數(shù)控機(jī)床在加工某些零件的時(shí)候,除了需要X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外,有時(shí)候還需要有繞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)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可用來實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng),除此之外,還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。而分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面,和自動(dòng)換刀裝置配合使用,實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個(gè)面的多種工序,因此,大大提高了工作效率。金屬加工在線數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的外形和分度工作臺(tái)沒有多大差別,但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特點(diǎn)。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)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)機(jī)構(gòu)有許多共同之處。不同點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),而數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。


  回轉(zhuǎn)工作臺(tái)廣泛地使用于各種數(shù)控銑床、鏜床、各種立車以及立銑等機(jī)床。除了要求回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能很好地承受工件重量外,還需要保證其在承載下的回轉(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)運(yùn)行過程中,不僅要具有很高的承載能力,還需具備高回轉(zhuǎn)精度、高抗傾覆能力、以及較高的轉(zhuǎn)速能力等。


  1、推力球軸承圓柱滾子軸承


  推力球軸承能承受一定的軸向力,所以該軸承主要用于承受工件的重量;而圓柱滾子軸承主要用于徑向的定位和承受外部的徑向力(例如切削力、銑削力等)。該類設(shè)計(jì)應(yīng)用廣泛,并且成本也相對比較低廉。由于推力球是一種點(diǎn)接觸的軸承,所以它的軸向承載力相對比較有限,主要用于小型或中型的機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。此外推力球的潤滑也比較困難。


  2、靜壓軸承精密圓柱滾子軸承


  靜壓軸承是一種靠外部供給壓力油,在軸承內(nèi)建立靜壓承載油膜以實(shí)現(xiàn)潤滑的滑動(dòng)軸承。靜壓軸承從起動(dòng)到停止始終在潤滑下工作,所以沒有磨損,使用壽命長,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,能抑制油膜振蕩等優(yōu)點(diǎn)。精密圓柱滾子軸承具有很好的徑向承載力,并且由于采用了精密級(jí)的軸承,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度也能得到保證。使用該類設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能承受很高的軸向力,有些工件的重量超過200t以上,轉(zhuǎn)臺(tái)直徑超過10m。但是該類設(shè)計(jì)也有一些不足之處,由于靜壓軸承必須附帶一套專用的供油系統(tǒng)來供給壓力油,維護(hù)比較復(fù)雜,而且成本也比較高。


  3、交叉滾子軸承


  交叉滾子軸承在轉(zhuǎn)臺(tái)上的應(yīng)用比較普遍。交叉滾子軸承的特征是軸承中有兩個(gè)滾道,兩排交叉排列的滾子。與傳統(tǒng)的推力軸承徑向定心軸承組合相比,交叉滾子軸承結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧,并簡化了工作臺(tái)設(shè)計(jì),從而降低了轉(zhuǎn)臺(tái)的成本。由于使用了優(yōu)化的預(yù)緊力,該類軸承具有很高的剛度,因而轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度和精度也都得到了保證。得益于兩排交叉滾子的設(shè)計(jì),軸承的有效跨距能被顯著提高,所以該類軸承具有很高的抗傾覆力矩。在交叉滾子軸承中,又分成兩種類型:第一種是圓柱交叉滾子軸承,第二種是圓錐交叉滾子軸承。通常,圓柱交叉滾子軸承價(jià)格比圓錐交叉滾子軸承低,適用于轉(zhuǎn)速相對較低的轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)用中;而圓錐交叉滾子軸承采用了圓錐滾子的純滾動(dòng)設(shè)計(jì),具有運(yùn)轉(zhuǎn)精度高,轉(zhuǎn)速能力強(qiáng),減少了軸長度和加工成本等優(yōu)勢。交叉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應(yīng)用。


  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(yùn)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(jì)特點(diǎn)以及由此帶來的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),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(tái)的核心部件,對機(jī)床的運(yùn)行表現(xiàn)起到了舉足輕重的作用。

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