如何正确选择机床轴承的合适尺寸和类型

 新闻资讯     |      2021-01-07 14:04
        在机械产品中,轴承属于高精度产品,不仅需要数学、物理等诸多学科理论的综合支持,而且需要材料科学、热处理技术、精密加工和测量技术、数控技术和有效的数值方法及功能强大的计算机技术等诸多学科为之服务,因此轴承又是一个代表国家科技实力的产品。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。
  总而言之,轴承作为机床主轴和转台的核心部件,对机床的运行表现起到了举足轻重的作用。为了保持优秀的机床加工能力,必须配用高性能的轴承。那么,我们应该怎样选择高性能的轴承呢?
轴承是各种机电产品的重要机械基础部件,其性能、水平和质量直接影响主机的精度和性能。主轴作为机床的关键部件,其性能将直接影响机床的旋转精度、转速、刚度、温升和噪声等参数,进而影响工件的加工质量。所以说,选择高性能的轴承刻不容缓。
  转台轴承的选型
       数控机床中常用的回转工作台一般有分度工作台和数控回转工作台。数控机床在加工某些零件的时候,除了需要X,Y,Z三个坐标轴的直线给运动外,有时候还需要有绕X,Y,Z三个坐标轴的圆周运动,我们分别称为A,B,C轴。数控回转工作台可用来实现圆周进给运动,除此之外,还可以完成分度运动。分度台的功能是只改变工件的表面,而自动换刀装置与工件的使用实现了一次性安装,可以完成多个表面的各种加工,因此,大大提高了效率。数控回转支承的外形和分度工作台没有多大差别,但在结构上则具有一系列的特点。数控机床转台能实现进给运动,在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之处。不同之点在于数控机床的进给驱动机构实现的是直线进给运动,而数控回转工作台实现的是圆周进给运动。
回转工作台广泛应用于各种数控铣床、镗床、各种立车、立铣等机床上。回转工作台除了要能很好地承受工件重量外,还需要保证其在承载下的回转精度。交叉滚子轴承,作为回转工作台的核心部件,回转工作台运行过程中,不仅要具有很高的承载能力,还需具备高回转精度、高抗倾覆能力、以及较高的转速能力等。
       1、推力球轴承圆柱滚子轴承
       推力球轴承能承受一定的轴向力,所以该轴承主要用于承受工件的重量;而圆柱滚子轴承主要用于径向的定位和承受外部的径向力(例如切削力、铣削力等)。该类设计应用广泛,并且成本也相对比较的低廉。由于推力球是一种点接触的轴承,所以它的轴向承载力相对比较低,主要用于小型或中型机床回转工作台中。此外推力球轴承的润滑也比较困难。
      2、静压轴承精密圆柱滚子轴承
      静压轴承是一种靠外部供给压力油,在轴承内建立静压承载油膜以实现液体润滑的滑动轴承。液体静压轴承从起动到停止始终在液体润滑下工作,所以没有磨损,使用寿命长,起动功率小,这种进口轴承还具有旋转精度高,油膜刚度大,能抑制油膜振荡等优点。精密圆柱滚子轴承具有很好的径向承载力,并且由于采用了精密级的轴承,转台的回转精度也能得到很好地保证。使用该类设计的转台能承受很高的轴向力,有些工件的重量超过200吨以上,转台直径超过10米。但这种设计也存在一些不足,因为静压轴承必须配套一套专门的供油系统来供应压力油,维护比较复杂,成本也比较高。
      3、交叉滚子轴承
     交叉滚子轴承在转台上的应用比较普遍。交叉滚子轴承中有两个滚道, 两排交叉排列的滚子。与传统的推力轴承+径向定心轴承组合相比,交叉滚子轴承结构紧凑, 体积小巧,并简化了工作台设计,从而降低了转台的成本。由于使用了优化的预紧力,我司的交叉滚子轴承具有很高的刚度,因而回转工作台的刚度和精度也都得到了保证。得益于两排交叉滚子的设计,轴承的有效跨距能得到显着提高,所以该类轴承具有很大的抗倾覆力矩。在交叉滚子轴承中,又分成两种类型:第一种是交叉圆柱滚子轴承,第二种是交叉圆锥滚子轴承。通常,交叉圆柱滚子轴承价格比交叉圆锥滚子轴承低,适用于转速相对较低的转台应用中;而交叉圆锥滚子轴承采用了圆锥滚子的纯滚动设计,具有运转精度高,转速能力强,减少了轴长度和加工成本等优势。交叉圆锥滚子轴承适用于各种类型的立式或卧式镗床,以及立式铣床、立式车床和大型齿轮铣床。
      为了能选择合适尺寸和类型的回转支承,我们需要综合考虑各种工况条件,例如运行速度、润滑、安装类型、主轴刚度、精度等要求。就轴承本身而言,只有充分地了解它的设计特点以及由此带来的优点和缺点,才能发挥出轴承的性能。而主轴轴承作为机床主轴和转台的核心部件,对机床的表现起到了举足轻重的作用。