主轴轴承的型号,主要应根据刚度和转速选择。如果还有其他的要求,则还应考虑其他因素,如承载能力、抗振性、噪声等。
同样尺寸的轴承,线接触的滚子轴承,比之点接触的球轴承,刚度要高,但极限转速较低。角接触球轴承可以用多个组配的方法来提高刚度,但极限转速将相应降低,有的轴只能承受径向载荷,如圆柱滚子轴承,或只用来承受径向载荷,如深沟球轴承,有的轴承只能承受轴向载荷,如推力球轴承,或只用来承受轴向载荷,如双向推力角接触球轴承,有的轴承则两种载荷都能承受,如角接触球轴承和圆锥滚子轴承。其中的双列圆锥滚子轴承,除径向载荷外,还能承受双向轴向载荷。
主轴轴承直径一般都选取的比较大,相对来说,负荷不大,因此主轴轴承,多选用轻、特轻和超轻系列的轴承。可根据下列原则选择。
(1)中等速度、较大载荷、要求刚度较高时,可采用线接触的滚子轴承,如双列圆柱滚子轴承,圆锥滚子轴承等。其中双列圆柱滚子轴承的极限转速比圆锥滚子轴承高。双列圆柱滚子轴承只能承受径向载荷,必须与承受
力的轴承配合使用,推力轴承的极限转速较低,如与双列圆柱滚子轴承配套使用,常使后者的高速性能发挥不出来,因此,如果要求的转速较高,应配以双向推力角接触球轴承,圆锥滚子轴承可承受径向和轴向载荷,可以简化支承部的结构,但圆锥滚子轴承发热较多,极限转速较低。采用空心圆锥滚子轴承,可以提高极限转速和降低发热。
中、小型车、铣、镗床,如果转速较高,可采用多个组配的角接触球轴承,由于这些机床的轴向切削力是单向的,因此常采用三个一组,前面两个串联,大口向外,第三个大口向里,与前面两个背靠背,如下图所示。
角接触球轴承虽为点接触,刚度较低,但组配并预紧后,可以共同承受径向载荷。前面两个串联的轴承承受轴向切削载荷,与第三个背靠背实现预紧。这类机床的轴向载荷较大,故多用25°接触角的轴承,这种结构的刚度比用双列圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承要低一些,但允许的转速较高,这是大多数机床的情况,如各种车床、铣床、镗床、数控车床及加工中心等。
上述三类主轴轴承及其组合一圆锥孔双列圆柱滚子轴承,各类圆锥滚子轴承(包括单列、双列、空心滚子)和多个组配的角接触球轴承,已形成平行发展、互相弥补的形势,各自发挥其优势,克服其不足之处。例如双列圆柱滚子轴承方面,开发了双向推力角接触球轴承与之相配合,以发挥其高速性能;圆谁滚子轴承方面,开发了空心圆锥滚子轴承以解决冷却问题,从而降低温升,提高极限转速;角接球轴承用多个组配来提高刚度等。
(2)高速主轴可用角接球轴承,例如内圆磨床、螺纹磨床、磨齿机等的砂轮主轴。如果载荷较大或要求刚度较高,可以选用多种方式的轴承配置。考虑到磨削时通常轴向载荷较小且左右对称,常用15°接触角的轴承,两个一组组配。如下图。
(3)以轴向载荷为主,精度要求又不太高的主轴,可用深沟球轴承配以推力轴承。
(4)径向尺寸受到限制,精度要求又不太高的地方,例如多轴钻孔组合机床主轴,可以选用滚针轴承。
2025-02-08