TTB工業智(zhì)造 | 交叉滾子軸承在立車主軸上的應用

随着近幾(jǐ)年科學的發展，高精密、高轉速(sù)機床産(chǎn)品(pǐn)受到市場的青睐(lài)。也使得立車的加工精度不斷邁向新(xīn)的高度。而交叉滾子軸承(chéng)在提高立車加工精度上起到了關鍵性作(zuò)用。本文先對交叉滾子軸承主軸結構(gòu)和普通軸承主(zhǔ)軸結構進行對比，然後再(zài)重點描述(shù)下交(jiāo)叉滾子軸承在立車主軸(zhóu)上的應用。

在立車主軸結構中，主軸軸承(chéng)作(zuò)為工作(zuò)台回轉的核心部件，在保證其(qí)回轉精度方面起着(zhe)至關重要的作用，傳統立車主軸結構，有兩個軸承支撐主軸。推力球軸承承受軸(zhóu)向載荷、圓柱滾子軸承主要承受徑向載荷，此(cǐ)結構缺點為結構零件(jiàn)較多，軸向尺寸大，調整(zhěng)環節(jiē)繁瑣導緻整體結構剛性降(jiàng)低。 交叉滾子軸承(chéng)由兩列相互垂直的軸承滾道和滾(gǔn)子組成，滾子是O型布置其(qí)在滾道(dào)上方交替排列，所以軸承(chéng)能同時承受軸向載(zǎi)荷、徑向(xiàng)載荷、傾覆力矩和其(qí)他複合載荷；盡管(guǎn)軸(zhóu)承的截面比較(jiào)小但是其剛性很高，可以替代傳統主軸軸承的排列(liè)方式，圓錐滾子可以有效地減少軸承在高(gāo)速轉動時(shí)滾道内外圈的線速度差，防止滾子和滾道接觸面的相對滑(huá)動，從而降(jiàng)低滾子和滾道間的摩擦和發熱量，保證(zhèng)軸承有很長的壽命。同時本結(jié)構零件少(shǎo)、設計空間更為緊湊，降低了工作台的重心高度和主軸結構的重量。調整環節少，主軸整體(tǐ)結構剛性大大提高(gāo)，使得工作台運行更加平穩。

下面具體介紹描述下交叉(chā)滾子(zǐ)軸承(chéng)在立車主(zhǔ)軸上的應用。

1、型(xíng)号選定按照軸承(chéng)外徑≥1/2工作台外徑(jìng)選用(yòng)原則(zé)，選擇合适尺寸的軸承。

2、結構确定

立車主軸結構由齒圈、壓闆(pǎn)、交叉滾(gǔn)子軸承、軸承座組成。其中軸承座與軸(zhóu)承内環(huán)配合，齒圈與軸承外環配合，軸承的内外圈通過壓闆和螺栓固定。 需要(yào)注意的是軸承座與(yǔ)交叉滾子軸承的配合應為過盈配合這樣可以防止其在安裝或受(shòu)載時出現較(jiào)大的偏心(xīn)。因為齒圈承受的是循環載荷，所(suǒ)以其與交叉滾(gǔn)子軸承的配合(hé)也應該為過盈配合(hé)。 在加工齒圈内孔及軸承座軸(zhóu)的時候均要根據軸承檢測單上的實際(jì)内外徑尺寸，以及推薦的配合量計算出軸承座軸(zhóu)徑和齒圈(quān)孔徑的加工(gōng)範圍。同時根據推薦值(zhí)确(què)定(dìng)各零件的形位公(gōng)差，軸承安裝面的表面粗糙度需要與軸承相匹配，齒圈内(nèi)孔及軸(zhóu)承座軸均需要磨削以達到(dào)規定粗糙度值。

3、安裝前的(de)準備

安裝前要确保結構件軸、孔邊緣不能有毛刺，雜質。配合面必須清理幹淨。必要時(shí)與軸承接觸的(de)配合面可以用(yòng)油或者脂擦拭。軸承交貨時是分體的，分為軸承外環、下内環(huán)、上内環、滾(gǔn)柱及間隔(gé)片。根據安裝及承載的需要，軸承下内環與軸承座為過盈配(pèi)合，軸承外(wài)環與齒圈也為過盈配(pèi)合。為了方便安裝，可(kě)根據熱脹冷縮原(yuán)理先将(jiāng)軸承下内環加熱，待尺寸加(jiā)大後安裝到軸承座上；同(tóng)理，将齒圈(quān)加熱(rè)使之擴張，将軸(zhóu)承的外環安裝更加容易。小型(xíng)軸承(chéng)可在裝有油的金屬容器中加熱，需要注意的是，加熱時(shí)應用隔闆或支架使(shǐ)軸承隔離容器底面，以保證均勻加熱減少變形。

4、主軸的(de)裝配

如圖：軸承(chéng)外環熱裝到齒圈上，通過壓闆(pǎn)6固定。将齒圈連同(tóng)固定好(hǎo)的軸承外環平穩的吊裝到軸承下内環附(fù)近（此時軸承下内環已經熱裝到軸承座上），調(diào)整好正(zhèng)确的安裝位置，然後将各圓錐滾柱十字交叉地安裝到(dào)滾道裡，再安裝塑料間隔片(piàn)，使每個滾子被間(jiān)隔片分開，最後安裝軸承上内環，調整調整墊4後，通過壓闆2将軸承上内圈固定到軸承座上。在安裝軸承時，可以根據具體(tǐ)的(de)需要(yào)對(duì)軸承做一定的預壓，以保證軸承的無間隙運轉和(hé)高旋轉精度。調整後(hòu)将工作台安裝到齒圈上，此時(shí)裝配完成。

5、主軸的潤滑

為了保(bǎo)證軸承(chéng)安全可靠的運轉，在軸(zhóu)承工作時為盡量避免(miǎn)軸承中滾動體和保持架之(zhī)間金屬直接接觸，減少磨損，則必(bì)須對軸承進行潤滑。軸承的潤滑是通過兩片内環間(jiān)的凹槽來實現，軸承内環(huán)固定，外環旋轉。交叉滾子軸承(chéng)的循環潤滑油可以與驅動系統(tǒng)共用，其(qí)實如果隻是用于軸承的潤滑，潤滑(huá)油的用量隻需要很少的量，但是在主軸的高(gāo)速旋轉時，軸承溫度會快速上升。這時會需要大量的潤滑油，潤滑油的流動可以(yǐ)改善軸承的散熱條件，對軸承有冷卻降(jiàng)溫的作用，可保證在高溫條件下軸承的正常使用。

6、應用總結

交叉滾子軸承在立車上(shàng)的應用非常成功，大大提(tí)高了機(jī)床的各項精度，在高速(sù)旋轉時其各項幾何(hé)精度的提高尤為明顯(xiǎn)，但不可否認的是(shì)仍有很多缺點制約了軸承的(de)使用(yòng)，如軸承的個體尺(chǐ)寸差異較大，各相關零件需按軸承實際尺寸來确定，同時軸承外環(huán)及下内環需過盈安裝(zhuāng)，而且各相關零件(jiàn)的(de)尺(chǐ)寸公差、形位(wèi)公差要求極高，很難形成批量生(shēng)産。當然，随着(zhe)機加工藝水平的(de)提高和裝配手段的日新月異，交叉滾子軸承在立車上的應(yīng)用已經越來越廣泛。

來源：簡書