TTB工(gōng)業智造 | 交叉滾子軸承在立車主軸(zhóu)上的(de)應用

随(suí)着近幾年科學的發展，高精密、高轉速機床産品(pǐn)受到市場的青睐。也使得立車的加工精度(dù)不斷邁向新的高度。而交叉滾子軸承在提高立(lì)車加工精(jīng)度上起到(dào)了關(guān)鍵性(xìng)作(zuò)用。本文先對交叉滾子軸承主軸(zhóu)結構和普通軸承主軸結構進行對比，然後再(zài)重點描述下交叉滾子軸承(chéng)在立車主軸(zhóu)上的應用(yòng)。

在立車主(zhǔ)軸結構(gòu)中，主軸軸承作為工作台回(huí)轉的核心部件，在保證其回轉精度方面(miàn)起着至關重要的作用，傳統立車主軸結構(gòu)，有(yǒu)兩個(gè)軸承支撐主軸。推(tuī)力球軸(zhóu)承承受軸向載(zǎi)荷、圓柱滾子軸承主要承受徑向載荷，此結構缺點為結構零件較多，軸向尺寸大，調(diào)整環節繁瑣導緻(zhì)整體結構剛(gāng)性(xìng)降低。 交叉滾子軸承(chéng)由兩列相互垂(chuí)直的軸承滾道和滾子組成，滾子是O型(xíng)布置其在滾(gǔn)道上方交替排列，所以軸承能同時承受(shòu)軸向載(zǎi)荷、徑向載荷、傾覆(fù)力矩和其他複合載(zǎi)荷；盡(jìn)管軸承的截面比較(jiào)小但是其剛性很高，可以(yǐ)替(tì)代(dài)傳統(tǒng)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)速轉動時滾道(dào)内外圈的線速(sù)度差，防止滾子(zǐ)和滾道接觸面(miàn)的相對滑動，從而降低滾子和滾道間的摩擦和發(fā)熱量，保證(zhèng)軸承有很長的壽命。同時本結構零件(jiàn)少、設計空間(jiān)更為緊湊(còu)，降低(dī)了工作台的重心高度和主軸結構的重量。調(diào)整(zhěng)環(huán)節少，主軸整體結構剛性大大(dà)提高(gāo)，使得工作台運行更加平穩(wěn)。

下面具體介紹描述下交叉滾子軸承(chéng)在立車主軸上的應用。

1、型号選定按照軸承外徑≥1/2工作台外徑選用原則，選擇合适尺寸的軸承。

2、結(jié)構确定

立車主軸結(jié)構由齒圈、壓闆、交叉(chā)滾子軸承、軸(zhóu)承座組成。其中軸(zhóu)承座與軸承内環配合，齒圈與軸承外環配合，軸承(chéng)的(de)内外圈通過壓闆(pǎn)和螺栓固定。 需要注意的是軸承座與交(jiāo)叉滾子軸承的配合應為過盈配合這(zhè)樣可以防止(zhǐ)其在安裝或受載時出現較大的偏心。因為齒圈承(chéng)受的是循(xún)環載荷，所(suǒ)以其與交叉(chā)滾子軸承的配合(hé)也應該為過盈配合(hé)。 在加工齒圈内孔及軸承座軸的時候均要根據軸承檢測單(dān)上的實際内外徑尺寸，以及推薦的配合量計算出軸承座軸(zhóu)徑和齒圈孔徑的加(jiā)工範圍。同時根據推薦值确(què)定(dìng)各零件的形位公差，軸承安(ān)裝面的表面粗糙度需要與軸承(chéng)相匹配，齒(chǐ)圈内(nèi)孔及(jí)軸(zhóu)承座軸均需要磨(mó)削以達到(dào)規定粗糙度值。

3、安(ān)裝前的準(zhǔn)備(bèi)

安裝前要确保結構(gòu)件軸、孔邊緣不(bú)能有毛刺，雜質。配(pèi)合面必須清理幹(gàn)淨。必(bì)要時(shí)與軸承接觸的配合(hé)面可以(yǐ)用油或者脂擦拭。軸承交貨時是分體(tǐ)的，分為軸承外環、下内環(huán)、上内環、滾柱及間隔片。根據安裝及承載的需要，軸承下内環與軸承座(zuò)為過盈配合，軸承外環與齒圈也為過盈(yíng)配(pèi)合。為了方便安裝，可根據熱脹冷縮原(yuán)理先将(jiāng)軸承下内環加熱，待尺(chǐ)寸加(jiā)大後安裝到軸承座上；同理，将齒圈加熱(rè)使之擴張，将軸承的外環安裝更加容易。小(xiǎo)型軸承可在裝有油的金屬容器中加熱(rè)，需(xū)要注意的是，加(jiā)熱時(shí)應用隔(gé)闆或支架使軸承隔離(lí)容器底面(miàn)，以保(bǎo)證均勻加熱減少變形。

4、主軸(zhóu)的裝配

如圖：軸承外環(huán)熱裝到齒圈上，通過壓闆6固定。将齒圈連同(tóng)固定好(hǎo)的軸承外環平穩的吊裝(zhuāng)到軸承下(xià)内環附近（此時軸承下内環已經熱裝到(dào)軸承座上），調整好正确的安裝位置，然後将各圓錐滾柱(zhù)十字交叉地安裝到滾道裡，再安裝(zhuāng)塑料間隔(gé)片，使每個滾子被間隔片分開，最後安裝(zhuāng)軸承上内(nèi)環，調整(zhěng)調(diào)整墊4後，通過壓(yā)闆(pǎn)2将軸承上内圈固(gù)定到(dào)軸承座上。在安裝軸承時，可以(yǐ)根據具體(tǐ)的(de)需要對軸承做一(yī)定的預壓，以保證軸承的無間隙運轉和(hé)高旋轉精度。調整(zhěng)後将工(gōng)作(zuò)台安裝到齒圈上，此時(shí)裝配完成。

5、主軸的潤滑

為了保證軸承安全可(kě)靠的運轉，在軸承工作時(shí)為盡量避免軸承中滾動體和保持架之間金屬直接接(jiē)觸，減少磨損，則必須對軸承進行潤滑。軸承的潤滑(huá)是通過兩片内環間(jiān)的凹槽來實現(xiàn)，軸承内環固定(dìng)，外環旋轉。交叉滾子軸承(chéng)的循環潤滑油可以與驅動系統共用，其實如果隻是(shì)用于軸承的潤滑，潤滑油的用量(liàng)隻需要很少(shǎo)的量，但是在主軸的高(gāo)速旋(xuán)轉時，軸承溫(wēn)度會快速上升。這時會需要大量的(de)潤滑油(yóu)，潤滑油的流動可以(yǐ)改善軸承的散熱(rè)條件，對軸承有冷卻降溫的作用，可保證在(zài)高溫條件下軸承的正常使用。

6、應用總結(jié)

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

來源：簡書