如何正確選擇機(jī)床軸承的合適尺寸和類型
如何正確選擇機(jī)床軸承的合適尺寸和類型
- 2024/12/3 8:39:16
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(jì)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(yùn)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(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。所以說，選擇高性能的軸承刻不容緩。
轉(zhuǎn)臺軸承的選型
數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺有分度工作臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。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)工件次安裝能完成幾個(gè)面的多種工序，因此，大大提高了工作率。金屬加工在線數(shù)控轉(zhuǎn)臺的外形和分度工作臺沒有多大差別，但在結(jié)構(gòu)上則具有系列的點(diǎn)。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺能實(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)臺實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
回轉(zhuǎn)工作臺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)臺軸承，作為轉(zhuǎn)臺的核心部件，在轉(zhuǎn)臺運(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。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??；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的軸承，回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)精度也能得到保證。使用該類設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺能承受很高的軸向力，有些工件的重量超過200t以上，轉(zhuǎn)臺直徑超過10m。但是該類設(shè)計(jì)也有些不足之處，由于靜壓軸承必須附帶套用的供油系統(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)臺上的應(yīng)用比較普遍。交叉滾子軸承的征是軸承中有兩個(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，并簡化了工作臺設(shè)計(jì)，從而降低了轉(zhuǎn)臺的成本。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：種是圓柱交叉滾子軸承，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)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。