機(jī)床主軸軸承是精密機(jī)床及類似設(shè)備的主軸軸承，它對保證精密機(jī)床的工作精度和使用性能。主軸軸承的正確配置是指軸承類型的組合和前后軸承的布置，不同的配置就決定了機(jī)床主軸不同的負(fù)荷能力、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、剛度、溫升和使用壽命，尤其是對剛度和溫升的影響更為顯著，所以應(yīng)根據(jù)機(jī)床工作特性的要求合理地配置主軸軸承。從功能和結(jié)構(gòu)上，主軸軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。
跑合運(yùn)轉(zhuǎn)的目的是為了使軸承在正式使角前,使其滾子與滾道通過跑合,能具有良好的接觸條件，以保持軸承有良好的接觸精度，并避免軸承一開始在高速和重載使用時引起滾子與滾道的損壞，從而提高了軸承的壽命和精度'由于圓錐滾子軸承并不是完全的滾動接觸，在滾子端面與內(nèi)環(huán)的臺肩之間存在著滑動，如果接觸條件不好，很易出現(xiàn)咬合損壞的現(xiàn)象，故對這類軸承更應(yīng)重視跑合運(yùn)轉(zhuǎn)。
機(jī)械主軸指的是機(jī)床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。在機(jī)器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪，傳遞運(yùn)動及扭矩，如機(jī)床主軸；有的用來裝夾工件，如心軸。除了刨床、拉床等主運(yùn)動為直線運(yùn)動的機(jī)床外，大多數(shù)機(jī)床都有主軸部件。主軸部件的運(yùn)動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。
主軸軸承類型的性能比較
主軸軸承是數(shù)控機(jī)床主軸內(nèi)一個重要的零部件，在主軸傳動過程中，可以起到支撐機(jī)械體旋轉(zhuǎn)和減小摩擦的作用。軸承由于其類型、結(jié)構(gòu)、配置和精度的不同，以及安裝、調(diào)整程度的好壞，將對主軸部件的工作性能起到直接的影響。從功能和結(jié)構(gòu)上，主軸軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類，滑動軸承依據(jù)其產(chǎn)生油膜的壓強(qiáng)方式區(qū)別，可以分為液體動壓軸承和液體靜壓軸承。
滾動軸承旋轉(zhuǎn)精度一般或者較好，在無間隙或預(yù)緊下工作時可能很高。剛度一般或較好，僅與軸承型號有關(guān)，承載能力也是如此?？拐裥员憩F(xiàn)欠佳，低、中速性能較好，高速時受疲勞強(qiáng)度、離心力、溫升等因素限制。摩擦損耗較小，噪音較大，壽命受疲勞強(qiáng)度限制。生產(chǎn)、使用和維修相對簡單，已具備標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可以低成本批量生產(chǎn)。
動壓軸承旋轉(zhuǎn)精度一般，但精度保持性較好。剛度和承載能力高，且隨轉(zhuǎn)速與荷載升高而增大?？拐鹦阅芎?，中、高速性能較好，低速時因不能形成油膜，無承載能力，超高速受溫升限制。摩擦損耗很小，無噪音，在不頻繁啟動時壽命較長。生產(chǎn)成本較低，但工藝要求較高，需本廠自制，使用和維修也比較麻煩。
靜壓軸承旋轉(zhuǎn)精度很高，保持性也好。剛度和承載能力很高，與轉(zhuǎn)速和荷載無關(guān)，與節(jié)流形式、油腔相對壓差有關(guān)。抗震性能表現(xiàn)優(yōu)異，適應(yīng)各種運(yùn)行速度，尤其是低速和超高速運(yùn)行。摩擦損耗很小，無噪音，壽命非常長。由于除了本身成本外，還需要一套供油設(shè)備，故總成本較高，且生產(chǎn)工藝要求也高，需本廠自制，使用和維修比較麻煩。
選擇所使用的軸承類型和組合方式時，應(yīng)綜合考慮主軸部件在各個方面的要求，以及軸承的供給情況、成本、安裝調(diào)試的難易度等因素。通常情況下，主軸應(yīng)首選滾動軸承，尤其是對于立式主軸而言，只有當(dāng)主軸水平放置，且加工工件的表面粗糙度數(shù)值較小時，才使用滑動軸承。
主軸軸承的潤滑方式
1、軸承洗凈后填充潤滑脂的順序
潤滑脂填充方法不同，會產(chǎn)生初期磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時的升溫不穩(wěn)定、異常升溫、初期磨合時間長、甚至發(fā)生燒傷等現(xiàn)象。因此必須根據(jù)使用條件，采用適當(dāng)?shù)臐櫥斑m當(dāng)?shù)奶畛淞縼磉M(jìn)行正確填充。
?。?）填充前的確認(rèn)事項(xiàng)
確認(rèn)軸承內(nèi)部沒有殘余異物。建議對于高速主軸用軸承，應(yīng)先清洗、脫脂，再填充潤滑脂。
其他的應(yīng)用時，也建議先清除附著在軸承內(nèi)部的防銹油。
?。?）填充潤滑脂時
為填充適量的潤滑脂，建議使用注脂器。最好使用使用可讀填充數(shù)的注脂器。
（3）潤滑脂填充量
精密軸承潤滑脂填充量推薦值：
高速主軸用角接觸球軸承，空間容積的15%士20%
高速主軸用圓柱滾子軸承，空間容積的10%?%
電機(jī)用球軸承，空間容積的20%——-30%
2、球軸承的潤滑脂填充方式
?。?）在各個球之間，均勻地填充潤滑脂。如果是外圈引導(dǎo)的酚醛樹脂保持架，建議在保持架引導(dǎo)面也薄薄地涂上潤滑脂。
?。?）用手轉(zhuǎn)動軸承，使?jié)櫥鶆虻剡M(jìn)入滾道面、保持架內(nèi)部、各個球之間、引導(dǎo)面等各處，使?jié)櫥錆M軸承內(nèi)部空間。
3、圓柱滾子軸承的潤滑脂填充方法
（1）將填充量的80%的潤滑脂，均勻地涂在滾子的滾動面上。這時，建議保持架內(nèi)側(cè)部不要涂抹太多潤滑脂。保持架內(nèi)側(cè)的潤滑脂，在初期磨合運(yùn)轉(zhuǎn)階段，較難擴(kuò)散，會使溫升增高，也會延長磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
?。?）滾子滾道面的潤滑脂將會擴(kuò)散到滾子的端面、保持架與滾子的接觸部位，以及兜孔部入口處，使?jié)櫥鶆虻胤植嫉捷S承整體。
（3）將填充量20%的潤滑脂，均勻薄薄地涂在將安裝進(jìn)軸承座的外圈滾道面上。
主軸軸承的安裝
軸承的安裝是否正確，直接影響著軸承的精度、壽命、性能。因此希望設(shè)計(jì)及安裝部門對于軸承的安裝要充分探討，并按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。操作標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目如下：
1、軸承的清洗
為防止運(yùn)輸和存放時的塵埃及銹蝕，產(chǎn)品出貨時都在軸承表面涂了防銹油。
拆開包裝之后，首先要清洗掉防銹油。（已填充潤滑脂或帶有密封圈的軸承，不需要清洗）
1）軸承一般使用煤油或汽油作為清洗液。
2）將清洗槽按粗洗和精洗分開，并分別在槽底墊上金屬網(wǎng)，使軸承不直接接觸清洗槽內(nèi)的臟物。
3）在粗洗槽內(nèi)，要盡量避免轉(zhuǎn)動軸承，用刷子等大致清除附著在軸承表面上的臟物之后，在放到精洗槽中。
4）在精洗槽中，將軸承輕輕轉(zhuǎn)動來進(jìn)行清洗。精洗槽內(nèi)清洗油必須經(jīng)常保持清潔。
5）清洗之后進(jìn)行脫脂，如果是潤滑脂，則進(jìn)行填充潤滑脂的工。如果是油氣潤滑，則盡量在軸承不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，安裝到主軸上。（此時，在軸承表面和內(nèi)部涂上一層薄薄的潤滑油，則效果更好。）
2、檢查相關(guān)部件的尺寸
1）檢查軸和軸承座
a.軸和軸承座，要清洗干凈，軸承及隔圈表面不允許存在傷痕、毛刺、毛邊等。
b.檢查軸和軸承座的尺寸，確認(rèn)是否符合與軸承內(nèi)外徑的公差配合。
c.測量（包括安裝）N應(yīng)在恒溫室里進(jìn)行。當(dāng)被測物的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)后，用千分尺或內(nèi)徑千分表進(jìn)行測量。（必須多點(diǎn)測量，檢查有無明顯的尺寸差。）
2）隔圈的檢查
主軸上配置的隔圈平行度應(yīng)控制在0.003mm以下。隔圈平行度的不良會帶來軸承的傾斜，導(dǎo)致精度不良、噪音等問題。
3、軸承的安裝
將已填充潤滑脂的軸承（脂潤滑）或脫脂清洗之后的軸承（油潤滑），安裝到主軸或軸承座上。
安裝方法根據(jù)內(nèi)外圈的配合而有所不同。對于內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)為多數(shù)的機(jī)床用軸承，內(nèi)圈多采用過盈配合，圓柱孔軸承一般采用熱裝方法。
外圈多采用間隙配合，安裝較為容易，有時為使安裝更為容易也使用將軸承座加熱的方法。
圓錐孔軸承是將內(nèi)圈直接固定在錐形軸上，用于高速回轉(zhuǎn)時，必須控制好安裝時的徑向游隙，建議使用GN量規(guī)。
1）圓柱孔軸承的安裝
a.用壓力機(jī)壓入的方法
小型軸承廣泛使用壓力機(jī)壓入方法，用墊塊頂住內(nèi)圈，用壓力機(jī)漸漸壓制內(nèi)圈緊密地接觸到軸擋肩為止。（將外圈墊上墊塊安裝內(nèi)圈，會造成滾到面出現(xiàn)壓痕、壓傷，所以要絕對禁止）另外，操作時最好事先在配合面上涂油。用錘子敲打安裝的方法，對于精密軸承是禁止的。
對圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承之類的可分離型軸承，可將內(nèi)圈、外圈分別安裝到軸和軸承座上。將分別安裝好的內(nèi)圈和外圈組合時，注意勿使二者中心產(chǎn)生偏離，慢慢地將內(nèi)外圈組合起來非常重要。如果硬性地壓入，有可能造成滾動面的卡傷。
b.熱裝的方法
過盈量大的軸承，壓入時需要很大的壓力，所以很難安裝。因此，將軸承內(nèi)圈加熱膨脹，再裝到軸上的熱裝方法廣為使用。使用這種方法，不會給軸承增加不當(dāng)?shù)呢?fù)荷，并可在短時間內(nèi)完成作業(yè)。
軸承的加熱溫度，按照正常尺寸、所需過盈量參考。熱裝作業(yè)需注意以下幾點(diǎn)：
?、俨粚⑤S承加熱至120℃以上。
?、跒楸苊廨S承安裝過程中由于內(nèi)圈冷卻導(dǎo)致安裝困難。應(yīng)將軸承加熱到比所需溫度高20℃-
30℃程度。
?、蹮嵫b后的軸承逐漸冷卻下來，寬度方向也同時收縮。所以要用軸螺母或其他適合的方法，使之緊固，以防止內(nèi)圈與軸擋肩之間產(chǎn)生間隙。
2）角接觸球軸承安裝時注意事項(xiàng)
角接觸球軸承，因結(jié)構(gòu)上的原因，單個軸承只可承受一個方向的負(fù)荷。因此，安裝到軸或軸承座時，使外界負(fù)荷只施加于可承受負(fù)荷一則而非另一則是非常重要的。
組合軸承時，對于背對背組合及面對面組合，其裝入到軸或軸承座的順序不同，務(wù)必注意。
a.背對背組合
?、?將軸承裝到軸上
?、诰o固軸螺母，施加預(yù)緊。
?、蹖⑤S和軸承裝進(jìn)軸承座，用壓蓋進(jìn)行固定。
b.面對面組合
?、賹⑤S承裝進(jìn)軸承座。
?、跀Q緊壓蓋，施加預(yù)緊。
③將軸裝入軸承內(nèi)圈，緊固軸螺母。
拆卸時，按照相反順序進(jìn)行。
4、機(jī)床主軸軸承安裝詳解：
1）壓入配合
高速機(jī)床主軸軸承內(nèi)圈與軸使緊配合，外圈與軸承座孔是較松配合時，可用壓力機(jī)將軸承先壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔內(nèi)，壓裝時在軸承內(nèi)圈端面上，墊一軟金屬材料做的裝配套管（銅或軟鋼），裝配套管的內(nèi)徑應(yīng)比軸頸直徑略大，外徑直徑應(yīng)比軸承內(nèi)圈擋邊略小，以免壓在保持架上。
軸承外圈與軸承座孔緊配合，內(nèi)圈與軸為較松配合時，可將軸承先壓入軸承座孔內(nèi)，這時裝配套管的外徑應(yīng)略小于座孔的直徑。如果軸承套圈與軸及座孔都是緊配合時，安裝室內(nèi)圈和外圈要同時壓入軸和座孔，裝配套管的結(jié)構(gòu)應(yīng)能同時押緊軸承內(nèi)圈和外圈的端面。
2）加熱配合
通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過盈量較大的高速機(jī)床主軸軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的套圈放入油箱中均勻加熱80-100℃，然后從油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后內(nèi)圈端面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進(jìn)行軸向緊固。
軸承外圈與輕金屬制的軸承座緊配合時，采用加熱軸承座的熱裝方法，可以避免配合面受到擦傷。用油箱加熱軸承時，在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵，或者用鉤子吊著軸承，高速機(jī)床主軸軸承不能放到箱底上，以防沉雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計(jì)，嚴(yán)格控制油溫不得超過100℃，以防止發(fā)生回火效應(yīng)，使套圈的硬度降低。
5、軸承的緊固
a.內(nèi)圈的緊固
為將軸承內(nèi)圈緊固在軸上，一般在軸上加工螺紋，用螺母來進(jìn)行緊固。盡管螺母的螺紋部分和端面之間垂直度非常重要，但即使對精度很高的單個螺母，也會因軸和螺母間的間隙在緊固時產(chǎn)生偏離、傾斜。這樣會導(dǎo)致軸和軸承的彎曲，所以為保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，必須進(jìn)行調(diào)整。螺母要充分緊固，以防止出現(xiàn)松動。
在高速高精度主軸上，為避免使用螺母緊固時因螺母傾斜或螺紋間隙引起的不平衡，多使用軸套固定方法，利用軸與軸套內(nèi)徑大的盈量進(jìn)行軸向固定。但相比螺母緊固，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下較容易發(fā)生松動，因此必須定期檢查。
在組合角接觸球軸承之間，放置較寬的隔圈時，如果螺母擰緊力過大，將造成內(nèi)圈隔圈的變形，導(dǎo)致安裝時的預(yù)緊量大于設(shè)定值。
b.外圈的緊固
為將外圈固定在軸向，通常使用螺栓對壓蓋進(jìn)行緊固。如果緊固量過大或不均勻時，外圈滾道面較容易產(chǎn)生變形。建議使壓蓋和軸承座端面的間隙在0.01——0.05mm之間進(jìn)行調(diào)整。
注意在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，軸承與軸的過盈量變大，所需壓入力也隨之變大，螺母的緊固力必須相應(yīng)加大。
滾珠絲杠支撐用推力角接觸球軸承時，推薦螺母緊固力為預(yù)緊力的2.5——3倍。
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