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轴承配置

发布日期:2019-10-23 作者: 点击:

精密轴承的传统应用领域是机床主轴,根据工序的不同,机床主轴有不同的要求。一般而言,车床主轴用于在较低的速度和较大的切削负荷下切削金属。这种类型的主轴通常都通过皮带轮或齿轮传递驱动转矩。这意味着主轴驱动端的负荷也相当大。此类应用对速度的要求不太高,更重要的参数是刚度和负荷承载能力。一种很常见的力法是在主轴的工作端安装个双列圆柱滚子轴承和一个双列角接触推力球轴承,而同时在主轴的驱动端使用一个双列圆柱滚子轴承。这种配置可以确保很长的工作寿命和极佳的刚性,从而生产出优质工件。而且,从运动学的角度而言轴承可以稳定地工作,因为两种类型的轴承(径向和轴向)分别承载了施加到主轴上的负荷(事实上,为了防止角接触推力球轴承承载径向负荷,外圈外径有特殊的公差,可以确保其决不会接触轴承座)。在设计这些类型的主轴时(这通常适用于负荷较重时),一条有关轴承位于轴上何处的经验法则是前后支撑的中心之间的距离为轴承内径的3一3.5倍。

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在需要较高速度时(即高速加工中心或内圆磨削),需要找出不同的轴承解决方案。很明显,在这些情况下需要在刚度和承载能力方面作出一点牺牲。高速应用通常采用由直联电机和/或联轴器的直接驱动主轴(即所谓的机动主轴)。由于动力传输过程没有负荷产生,因此通常都采用配对组或单个轴承(用于速度极高的情况)的单列角接触球轴承和单列圆柱滚子轴承的组合,如果对于性能要求较高,则需配备氮化硅滚动体。前侧轴承组为轴向定位,而在后侧安装一个圆柱滚子轴承会由于主轴伸长而允许轴向位移。

在需要非常高的速度时,通常在两侧都安装角接触球轴承并通过弹簧施加预负荷。这样做是为了控制热生成量。如果选择配置在恒定位置的角接触球轴承组合,须负荷会随著速度而增加,并且在高速下会产生无法承受的热量。

相反,弹簧预负荷在速度变化时仍然保持恒定,因而可以确保运动特性更好、热生成量也有限。

一个更好的解决方案是通过液压系统为轴承(角接触)加上预负荷。在这种情况下,预负荷的量可以根据主轴的速度进行调整,从而实现刚度、热生成量和轴承理论寿命的佳结合。

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