主軸滾動支承

1、 主軸的支承主軸的支承 主軸滾動軸承主軸滾動軸承 小組成員小組成員：單文澤、夏堅、趙文強、劉祥、肖山、陳先旺、郭志良、周繼強主軸的支承主軸的支承主軸滾動軸承主軸滾動軸承 機床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉(zhuǎn)運動，機床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉(zhuǎn)運動，應(yīng)能傳遞切削扭矩承受切削抗力，并保證必要的旋轉(zhuǎn)應(yīng)能傳遞切削扭矩承受切削抗力，并保證必要的旋轉(zhuǎn)精度。機床主軸多采用滾動軸承作為支承。對于精度精度。機床主軸多采用滾動軸承作為支承。對于精度要求高的主軸則采用動壓或靜壓滑動軸承作為支承。要求高的主軸則采用動壓或靜壓滑動軸承作為支承。 該軸承只能承受徑向載荷，多用于載荷大，剛度要求高，該軸承只能承受徑向

2、載荷，多用于載荷大，剛度要求高， 中等轉(zhuǎn)速的數(shù)控機床。中等轉(zhuǎn)速的數(shù)控機床。 錐孔雙列圓柱滾子軸承錐孔雙列圓柱滾子軸承雙列向心推力角接觸球軸承雙列向心推力角接觸球軸承該軸承承受雙軸向載荷與雙列圓柱滾子軸承配套，用作該軸承承受雙軸向載荷與雙列圓柱滾子軸承配套，用作主軸的前支承主軸的前支承雙列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承這種軸承能同時承受徑向和雙向軸向載荷，通常用這種軸承能同時承受徑向和雙向軸向載荷，通常用作主軸的前支承作主軸的前支承。 主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇1）適應(yīng)剛度和承載能力的要求：）適應(yīng)剛度和承載能力的要求： 主軸組件的滾動軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸主軸組件的滾動軸承既要有

3、承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受軸向（雙向軸向力）的推力軸承。承，又要有承受軸向（雙向軸向力）的推力軸承。 單單個個軸軸承承多多個個軸軸承承單單列列軸軸承承雙雙列列軸軸承承承承圓圓柱柱、圓圓錐錐軸軸承承球球軸軸前軸承比后軸承剛度和承載能力的要求高，前軸承比后軸承剛度和承載能力的要求高，此外，合理預(yù)緊也會提高剛度和承載能力。此外，合理預(yù)緊也會提高剛度和承載能力。主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇2）適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求：）適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求： 緊緊密密軸軸承承一一般般軸軸承承小小軸軸承承大大軸軸承承圓圓柱柱軸軸承承圓圓錐錐軸軸承承球球軸軸承承圓圓柱柱軸軸承承允許的最高轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 按極限轉(zhuǎn)速按極限轉(zhuǎn)速（其

4、他條件相同）（其他條件相同）主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇3）適應(yīng)精度要求：）適應(yīng)精度要求：合理配置推力軸承的位置合理配置推力軸承的位置 主軸組件中承受軸向力的推力軸承配置方式直接影主軸組件中承受軸向力的推力軸承配置方式直接影響主軸的軸向位置精度，因而合理配置推力軸承的位響主軸的軸向位置精度，因而合理配置推力軸承的位置將有利于提供主軸軸向剛度和軸向定位精度。置將有利于提供主軸軸向剛度和軸向定位精度。 兩兩端端定定位位后后端端定定位位前前端端定定位位 推力軸承位置配置推力軸承位置配置主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇3）適應(yīng)精度要求：）適應(yīng)精度要求：合理配置推力軸承的位置合理配置推力軸承

5、的位置v 前端定位前端定位所謂前端定位是指主軸組件中承受軸所謂前端定位是指主軸組件中承受軸向力的推力軸承布置在主軸前支承處向力的推力軸承布置在主軸前支承處的布置型式。的布置型式。簡圖表示：黑板 高高。分分較較短短，變變形形小小，精精度度、主主軸軸承承受受軸軸向向載載荷荷部部響響較較小小。后后伸伸長長，對對軸軸向向精精度度影影、主主軸軸受受熱熱膨膨脹脹后后可可向向優(yōu)優(yōu)點點：21 伸伸量量大大。承承兩兩側(cè)側(cè)時時，主主軸軸前前端端懸懸、當(dāng)當(dāng)推推力力軸軸承承在在徑徑向向支支不不方方便便。、前前支支承承軸軸承承間間隙隙調(diào)調(diào)整整力力大大，發(fā)發(fā)熱熱多多、前前支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜，受受缺缺點點：321精度

6、機床和數(shù)控機床。精度機床和數(shù)控機床。精度和剛度要求高的高精度和剛度要求高的高適用對象：適用于軸向適用對象：適用于軸向主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇3）適應(yīng)精度要求：）適應(yīng)精度要求：合理配置推力軸承的位置合理配置推力軸承的位置v 后端定位后端定位所謂后端定位是指主軸組件中承受軸所謂后端定位是指主軸組件中承受軸向力的推力軸承布置在主軸后支承處向力的推力軸承布置在主軸后支承處的布置型式。的布置型式。簡圖表示：黑板 、主主軸軸前前端端懸懸伸伸量量小小隙隙較較方方便便、在在后后支支承承調(diào)調(diào)整整軸軸承承間間熱熱少少，溫溫升升低低、前前支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡簡單單、發(fā)發(fā)優(yōu)優(yōu)點點：321 差差引引起起彎彎曲

7、曲變變形形，剛剛度度較較、主主軸軸受受壓壓段段較較長長，易易影影響響軸軸向向精精度度、主主軸軸受受熱熱向向前前伸伸長長，缺缺點點：21精精度度機機床床（如如車車、銑銑）適適用用對對象象：適適用用于于普普通通主軸滾動軸承的選擇主軸滾動軸承的選擇3）適應(yīng)精度要求：）適應(yīng)精度要求：合理配置推力軸承的位置合理配置推力軸承的位置v 兩端定位兩端定位所謂兩端定位是指主軸組件中承受軸所謂兩端定位是指主軸組件中承受軸向力的推力軸承分別布置在主軸前、向力的推力軸承分別布置在主軸前、后支承處的布置型式。后支承處的布置型式。簡圖表示：黑板尚尚方方便便。優(yōu)優(yōu)點點：在在一一端端調(diào)調(diào)間間隙隙， ，影影響響精精度度使使在在

8、軸軸承承處處參參數(shù)數(shù)角角位位移移緊緊）承承正正常常間間隙隙（過過松松、過過、受受熱熱伸伸長長時時，影影響響軸軸響響精精度度長長，主主軸軸可可能能彎彎曲曲，影影、跨跨距距較較大大時時，受受熱熱伸伸缺缺點點：21如如鉆鉆床床、組組合合床床常常工工作作的的機機床床軸軸向向間間隙隙變變化化不不影影響響正正適適用用對對象象：較較短短主主軸軸或或主軸軸承的配置形式主軸軸承的配置形式 合理配置軸承，對提高主軸部件的精度和剛度，降合理配置軸承，對提高主軸部件的精度和剛度，降低支承溫升，簡化支承結(jié)構(gòu)有很大的作用。低支承溫升，簡化支承結(jié)構(gòu)有很大的作用。 主軸的前后支承均應(yīng)有承受徑向載荷的軸承。主軸的前后支承均應(yīng)有

9、承受徑向載荷的軸承。同時選用、配置向心軸承和推力軸承典型的配置形式典型的配置形式 速速度度剛剛度度型型剛剛度度型型速速度度型型前軸承采用高精度雙列向心推力球軸承（或高精度調(diào)心球軸承）。角接觸球軸承具有較好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速可達4000rm。 但是這種軸承的承載能力小，因而適用適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機床主軸。于高速、輕載和精密的數(shù)控機床主軸。 速度型速度型雙列圓錐滾子軸承和圓錐滾子軸承。這種軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其能承受較大的動載荷，安裝與調(diào)整性能好，但是這種軸承極限速比較低，故此配置方式限制了主軸的最高轉(zhuǎn)速和精度，所以僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機床主軸。適用

10、于中等精度、低速與重載的數(shù)控機床主軸。 剛度型剛度型前支承采用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸（雙列推力向心角接觸）球軸承組合，后支承采用成對角接觸球軸承。這種配置形式使主軸的綜合剛度得到大綜合剛度得到大幅度提高幅度提高 可以滿足強力切削的要求可以滿足強力切削的要求，所以目前各類數(shù)控機床的主軸普遍采用這種配置形式。 速度剛度型速度剛度型滾動軸承精度等級的選擇滾動軸承精度等級的選擇 軸承的工作精度主要決定于旋轉(zhuǎn)精度。對徑向軸承軸承的工作精度主要決定于旋轉(zhuǎn)精度。對徑向軸承（如：圓柱滾子軸承）主要是（如：圓柱滾子軸承）主要是“成套軸承內(nèi)圈的徑向跳動成套軸承內(nèi)圈的徑向跳動”或或“成套軸承外圈的徑

11、向跳動成套軸承外圈的徑向跳動” 。對角接觸球軸承應(yīng)同時。對角接觸球軸承應(yīng)同時兼顧兼顧“成套軸承內(nèi)外圈的徑向跳動成套軸承內(nèi)外圈的徑向跳動”。 因此，前支承的精度一般比后支承的精度高一級，也因此，前支承的精度一般比后支承的精度高一級，也可以用相同的精度等級；安裝軸承時，一般將前后軸承的可以用相同的精度等級；安裝軸承時，一般將前后軸承的偏移方向放在同一側(cè)。偏移方向放在同一側(cè)。 主軸軸承中，前、后軸承的精度（軸承的徑向跳動量）對主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的。實際上，前支承的精度比后支承對主軸部件旋轉(zhuǎn)精度的影響大。滾動軸承精度等級的選擇滾動軸承精度等級的選擇 前支承的精度一般比后支承的精度高一前支承的精度

12、一般比后支承的精度高一級，也可以用相同的精度等級；級，也可以用相同的精度等級； 安裝軸承時，一般將前后軸承的偏移方向安裝軸承時，一般將前后軸承的偏移方向放在同一側(cè)。放在同一側(cè)。主軸滾動軸承的預(yù)緊主軸滾動軸承的預(yù)緊 1）預(yù)緊）預(yù)緊間隙較大：間隙較大：載荷將集中作用于受力方向上的少數(shù)滾載荷將集中作用于受力方向上的少數(shù)滾動體上，使軸承剛度下降，承載能力下動體上，使軸承剛度下降，承載能力下降，轉(zhuǎn)動易晃動，旋轉(zhuǎn)精度低。降，轉(zhuǎn)動易晃動，旋轉(zhuǎn)精度低。間隙較?。洪g隙較小： 軸承的摩擦磨損加劇，受力將顯著下降。軸承的摩擦磨損加劇，受力將顯著下降。軸承預(yù)緊軸承預(yù)緊使軸承滾道預(yù)先承受一定的載荷，消除間使軸承滾道預(yù)先

13、承受一定的載荷，消除間隙并使?jié)L動體與滾道之間發(fā)生一定預(yù)變形，隙并使?jié)L動體與滾道之間發(fā)生一定預(yù)變形，增大接觸面積，受載后承載的滾動體數(shù)量增大接觸面積，受載后承載的滾動體數(shù)量增多，受力趨向均勻，受力時變形減小，增多，受力趨向均勻，受力時變形減小，抵抗變形的能力增大，提高了旋轉(zhuǎn)精度。抵抗變形的能力增大，提高了旋轉(zhuǎn)精度。主軸滾動軸承的預(yù)緊主軸滾動軸承的預(yù)緊 2）軸承預(yù)緊方法：）軸承預(yù)緊方法：v 徑向預(yù)緊徑向預(yù)緊v 軸向預(yù)緊軸向預(yù)緊在主軸凸緣上均布數(shù)個螺釘，通過圓環(huán)墊圈調(diào)整內(nèi)圈的移動量。特點：調(diào)整方便，工特點：調(diào)整方便，工藝性較前兩種要求低，但是藝性較前兩種要求低，但是用幾個螺釘分別調(diào)整易使墊用幾個螺釘

14、分別調(diào)整易使墊圈壓偏，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈偏斜，圈壓偏，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈偏斜，影響旋轉(zhuǎn)精度。影響旋轉(zhuǎn)精度。 將緊靠軸承右端的墊圈做成兩個半環(huán)，可以徑向取出修磨其厚度可控制預(yù)緊量的大小，螺釘2用于固定擋圈防止墊圈工作時脫落，用墊圈1的厚度控制調(diào)整量。特點：調(diào)整精度較高。 調(diào)整螺母一般采用細(xì)牙螺紋，以便于微量調(diào)整，而且調(diào)整螺母一般采用細(xì)牙螺紋，以便于微量調(diào)整，而且 在調(diào)好后要能鎖緊防松。在調(diào)好后要能鎖緊防松。 調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘圓環(huán)墊圈圓環(huán)墊圈12螺釘2）軸承預(yù)緊方法：）軸承預(yù)緊方法：v 徑向預(yù)緊徑向預(yù)緊原理：利于軸承內(nèi)圈膨脹，以消除徑向間隙原理：利于軸承內(nèi)圈膨脹，以消除徑向間隙2）軸承預(yù)緊方法：）軸承預(yù)緊方法

15、：I、修整軸承圈、修整軸承圈II、隔套、隔套III、彈簧預(yù)緊、彈簧預(yù)緊v 徑向預(yù)緊徑向預(yù)緊v 軸向預(yù)緊軸向預(yù)緊主軸滾動軸承的潤滑與密封主軸滾動軸承的潤滑與密封 1)1)潤滑劑潤滑劑 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑油固體潤滑劑固體潤滑劑 用于特殊場合用速度因素用速度因素dn 值作為選擇潤滑劑的條件值作為選擇潤滑劑的條件: : - - 常用常用- - 高速、高溫高速、高溫當(dāng)當(dāng)dn (1.52) 105 mmr/min

16、時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。 dn間接反映了軸頸的圓周速度。脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一便于密封和維護，充填一次，可運轉(zhuǎn)較長時間。次，可運轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在小、能散熱，可在高速高速高溫高溫環(huán)境下使用。環(huán)境下使用。主軸滾動軸承的潤滑與密封主軸滾動軸承的潤滑與密封 2)2)密封密封 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇А７墙?/p>

17、觸式非接觸式接觸式接觸式油溝式密封油溝式密封迷宮式密封迷宮式密封毛氈圈密封毛氈圈密封皮碗皮碗密封密封組合式密封組合式密封主軸滾動軸承的潤滑與密封主軸滾動軸承的潤滑與密封 2)2)密封密封 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。非接觸式非接觸式接觸式接觸式油溝式密封油溝式密封迷宮式密封迷宮式密封毛氈圈密封毛氈圈密封皮碗皮碗密封密封組合式密封組合式密封密封類型 圖 例 適用場合 說 明 毛氈圈密封 脂潤滑。要求環(huán)境清潔，軸頸圓周速度不大于 45m/s, 工作溫度不 大于900C 矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽內(nèi)，它對軸產(chǎn)