【重慶大學(xué)機(jī)械裝備制造】主軸組件

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1、主 軸 組 件Spindle assembly 概 述第 一 節(jié) 主 軸 組 件 的 基 本 要 求第 二 節(jié) 主 軸 組 件 的 典 型 結(jié) 構(gòu)第 三 節(jié) 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 及 其 配 置 型 式第 四 節(jié) 主 軸 滑 動(dòng) 軸 承第 五 節(jié) 軸 承 的 潤(rùn) 滑 與 密 封第 六 節(jié) 主 軸第 七 節(jié) 主 軸 組 件 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算第 八 節(jié) 提 高 主 軸 組 件 性 能 的 一 些 措 施 v 大 多 數(shù) 機(jī) 床 都 具 有 主 軸 組 件v除 刨 床 、 拉 床v有 的 機(jī) 床 只 有 一 個(gè) 主 軸 組 件v有 的 有 多 個(gè) ， 如 磨 床 (砂 輪 主 軸 組 件 和 工

2、件 頭 架 主 軸 組 件 )、 組 合 機(jī) 床v組 成 主 軸 、 軸 承 、 傳 動(dòng) 件 、 緊 固 件 、密 封 件 等 。 主 軸 組 件機(jī) 床 的 執(zhí) 行 件 功 用 ： 支 承 并 帶 動(dòng) 工 件 或 刀 具 ， 完 成 表面 成 型 運(yùn) 動(dòng) 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 和 轉(zhuǎn) 矩 承 受 切 削 力 和 驅(qū) 動(dòng) 力 等 載 荷 機(jī) 床 主 軸 是 機(jī) 床 在 加 工 時(shí) 直 接 帶 動(dòng) 刀 具或 工 件 進(jìn) 行 切 削 和 表 面 成 形 運(yùn) 動(dòng) 的 旋 轉(zhuǎn)軸 。 靜 態(tài) 、 動(dòng) 態(tài) 和 熱 態(tài) 特 性 直 接 影 響 加 工 質(zhì)量 轉(zhuǎn) 速 影 響 機(jī) 床 的 切 削 生 產(chǎn) 率 機(jī) 床 的

3、 一 個(gè) 重 要 部 件 主 軸 和 傳 動(dòng) 軸 的 共 同 點(diǎn) 兩 者 都 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 、 轉(zhuǎn) 矩 并 承 受 傳 動(dòng) 力 ，都 要 保 證 傳 動(dòng) 件 和 支 承 的 正 常 工 作 條 件 。 不 同 點(diǎn) 主 軸 直 接 承 受 切 削 力 ， 還 要 帶 動(dòng) 工 件或 刀 具 ， 實(shí) 現(xiàn) 表 面 成 形 運(yùn) 動(dòng) 。 主 軸 組 件 有 較 高 的 要 求 主 軸 組 件 共 同 點(diǎn) 在 結(jié) 構(gòu) 上 ： 解 決 工 件 或 刀 具 在 主 軸 上 的 定 位 和 裝 夾 主 軸 與 軸 承 以 及 軸 承 與 支 承 座 孔 的 定 位 和 裝夾 ； 主 軸 軸 承 的 潤(rùn) 滑 與

4、密 封 以 及 軸 承 間 隙 的 調(diào) 整等 問 題 。 工 藝 上 ： 便 于 制 造 、 裝 配 、 調(diào) 整 和 維 修 。 在 使 用 上 ： 有 與 機(jī) 床 相 匹 配 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度 、剛 度 、 動(dòng) 態(tài) 和 熱 態(tài) 特 性 、 耐 磨 性 等 要 求 第 一 節(jié) 主 軸 組 件 的基 本 要 求 總 要 求各 類 機(jī) 床 的 主 軸 組 件 都 要 保 證 主 軸 在 一定 的 載 荷 與 轉(zhuǎn) 速 下能 帶 動(dòng) 工 件 或 刀 具 精 確 而 可 靠 地 繞 其 旋轉(zhuǎn) 中 心 線 旋 轉(zhuǎn)并 能 在 其 額 定 壽 命 期 內(nèi) 穩(wěn) 定 地 保 持 這種 性 能 。 旋 轉(zhuǎn) 精 度

5、 指 機(jī) 床 在 裝 配 后 ， 在 無(wú) 載 荷 、 手 動(dòng) 或 低 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 條件 下 ， 主 軸 前 端 安 裝 刀 具 或 工 件 的 基 準(zhǔn) 面 上 所 測(cè) 得的 徑 向 跳 動(dòng) 、 端 面 跳 動(dòng) 和 軸 向 竄 動(dòng) 值 。純 徑 向 移 動(dòng)純 軸 向 竄 動(dòng)純 角 度 擺 動(dòng)純 徑 向 移 動(dòng) 純 角 度擺 動(dòng) 徑 向 誤 差純 角 度 擺 動(dòng) 純 角 度擺 動(dòng) 端 面 誤 差 我 國(guó) 已 有 通 用 機(jī) 床 統(tǒng) 一 的 精 度 檢 驗(yàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 主 軸 組 件 工 作 質(zhì) 量 的 最 基 本 的 指 標(biāo) 是 機(jī) 床 的 一 項(xiàng) 主 要 精 度 指 標(biāo) 旋 轉(zhuǎn) 精 度 影 響

6、被 加 工 零 件 的 幾 何 精 度 和 表 面 粗 糙 度 取 決 于 部 件 中 各 主 要 件 如 主 軸 、 軸 承 等 的制 造 精 度 和 裝 配 、 調(diào) 整 精 度 。 運(yùn) 動(dòng) 精 度 ： 當(dāng) 主 軸 以 工 作 速 度 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 主軸 回 轉(zhuǎn) 軸 線 的 漂 移 運(yùn) 動(dòng) 精 度 還 取 決 于 主 軸 的 轉(zhuǎn) 速 、 軸 承 的 設(shè)計(jì) 和 性 能 以 及 主 軸 組 件 的 動(dòng) 態(tài) 特 性 。 二 、 靜 剛 度 主 軸 組 件 靜 剛 度主 軸 剛 度 。 指 主 軸 抵 抗 外 力 引 起 變 形 的 能 力 。 在 主 軸 工 作 前 端 施 加 一 個(gè) 作 用

7、力 下 時(shí) ， F與 主 軸 在 F作 用 方 向 上 所 產(chǎn) 生 的 變 形 Y之比 ， 即 （ 單 位 為 N/ m） K= F Y 扭 轉(zhuǎn) 剛 度 在 主 軸 工 作 端 的 靜 扭 矩 T的 作 用 下 ， 主 軸工 作 端 產(chǎn) 生 扭 轉(zhuǎn) 角 L為 扭 矩 T的 作 用 距 離 ， 扭 轉(zhuǎn) 剛 度 Kt= TL/ Nm2 rad 一 般 保 證 了 主 軸 剛 度 的 主 軸 ， 則 扭 轉(zhuǎn) 剛 度基 本 上 也 能 保 證 。 對(duì) 承 受 扭 矩 為 主 的 主 軸 （ 如 立 鉆 ） ， 則 對(duì)扭 轉(zhuǎn) 剛 度 應(yīng) 給 予 足 夠 的 重 視 。 剛 度 不 足 ， 影 響 機(jī) 床

8、 的 加 工 精 度 、 傳 動(dòng) 質(zhì) 量 及 工作 的 平 穩(wěn) 性 。 如 外 圓 磨 床 主 軸 剛 度 不 足 時(shí) ， 在 磨 削 力 作 用 下 主軸 變 形 到 位 置 2， 砂 輪 母 線 偏 移 ， 使 被 加 工 表 面上 出 現(xiàn) 螺 旋 形 花 紋 ， 降 低 了 加 工 表 面 的 質(zhì) 量 。 主 軸 的 彎 曲 變 形 會(huì) 使 齒 輪 等 傳 動(dòng) 件 和 軸承 因 受 力 不 均 而 惡 化 工 作 條 件 ， 磨 損 加劇 ， 壽 命 縮 短 。 剛 度 不 足 易 引 起 振 動(dòng) ， 影 響 表 面 粗 糙 度和 生 產(chǎn) 率 影 響 剛 度 的 主 要 因 素 主 軸

9、的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 軸 承 的 類 型 、 配 置 及 預(yù) 緊 傳 動(dòng) 件 的 布 置 方 式 主 軸 組 件 的 制 造 與 裝 配 質(zhì) 量 等 三 、 主 軸 組 件 的 振 動(dòng) 抗 振 性 ： 指 其 抵 抗 受 迫 振 動(dòng) 和 自 激 振 動(dòng)而 保 持 平 穩(wěn) 地 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 能 力 。 抗 振 性 差 ： 工 作 時(shí) 容 易 發(fā) 生 振 動(dòng) 影 響 工 件 的 表 面 質(zhì) 量 ， 限 制 機(jī) 床 生 產(chǎn) 率 降 低 刀 具 的 耐 用 度 和 主 軸 軸 承 的 壽 命 發(fā) 出 噪 聲 影 響 工 作 環(huán) 境 等 影 響 主 軸 組 件 抗 振 性 的 主 要 因 素 ： 主 軸 組

10、 件 的 靜 剛 度 阻 尼 特 性 固 有 頻 率 剛 度 和 阻 尼 比 越 大 越 不 易 產(chǎn) 生 振 動(dòng) 。 四 、 溫 升 和 熱 變 形 主 軸 組 件 工 作 時(shí) ， 由 于 摩 擦 和 攪 油 等 而發(fā) 熱 ， 產(chǎn) 生 了 溫 升 。 溫 升 使 主 軸 組 件 因 熱 膨 脹 而 變 形 ， 稱 為熱 變 形 。 熱 變 形 會(huì) 使 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 軸 線 與 機(jī) 床 其 它 部 件 間 的 相對(duì) 位 置 發(fā) 生 變 化 ， 影 響 加 工 精 度 ； 熱 變 形 造 成 主 軸 彎 曲 ， 使 傳 動(dòng) 齒 輪 和 軸 承 的 工 作狀 態(tài) 惡 化 ； 熱 變 形 還 會(huì) 改

11、 變 已 調(diào) 好 的 軸 承 間 隙 和 使 主 軸 與 軸承 ， 軸 承 與 支 承 孔 之 間 的 配 合 發(fā) 生 變 化 ， 影 響 軸承 的 正 常 工 作 ， 加 速 磨 損 ， 嚴(yán) 重 時(shí) 甚 至 發(fā) 生 軸 承抱 軸 現(xiàn) 象 。 軸 承 的 溫 升 與 轉(zhuǎn) 速 有 關(guān) 主 軸 軸 承 在 最 高 轉(zhuǎn) 速 空 轉(zhuǎn) 、 連 續(xù) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 至 熱 穩(wěn) 態(tài) 時(shí)允 許 溫 升 為 ： 高 精 度 機(jī) 床 810 C 精 密 機(jī) 床 和 數(shù) 控 機(jī) 床 1520 C 普 通 機(jī) 床 3040 C 滾 動(dòng) 軸 承 溫 度 不 得 超 過(guò) 70 C 滑 動(dòng) 軸 承 溫 度 不 得 超 過(guò) 60 C

12、 對(duì) 特 別 精 密 的 機(jī) 床 則 不 得 超 過(guò) 室 溫 10 C 影 響 主 軸 組 件 溫 升 、 熱 變 形 的 主 要 因 素 ： 軸 承 的 類 型 和 布 置 方 式 ； 軸 承 間 隙 和 預(yù) 緊 力 的 大 小 ； 潤(rùn) 滑 方 式 和 散 熱 條 件 等 。 五 、 耐 磨 性 耐 磨 性 是 指 其 長(zhǎng) 期 保 持 原 始 精 度 的能 力 ， 即 精 度 的 保 持 性 磨 損 后 對(duì) 精 度 有 影 響 的 部 位 首 先 是 軸 承 。 其 次 是 安 裝 夾 具 、 刀 具 或 工 件 的 定 位 面和 錐 孔 , 還 有 如 鉆 、 鏜 床 的 移 動(dòng) 式 主

13、軸的 內(nèi) 、 外 導(dǎo) 向 表 面 等 。 為 了 提 高 耐 磨 性 ， 要 正 確 地 選 擇 主 軸 和滑 動(dòng) 軸 承 的 材 料 及 其 熱 處 理 方 法 。 一 般 機(jī) 床 上 的 上 述 部 位 都 必 須 經(jīng) 過(guò) 熱 處理 ， 使 之 具 有 一 定 的 硬 度 。 要 合 理 調(diào) 整 軸 承 間 隙 ， 保 證 良 好 的 潤(rùn) 滑和 可 靠 的 密 封 。 第 二 節(jié) 主 軸 組 件 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 軸 承 類 型 滾 動(dòng) 軸 承 主 軸 組 件 滑 動(dòng) 軸 承 主 軸 組 件 主 軸 組 件 有 以 下 四 種 類 型 1)主 軸 僅 作 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 如 車 、

14、銑 、 磨 床 等 2)主 軸 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) +軸 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) , 如 鉆 床 、 鏜 床 、珩 磨 機(jī) 床 。 3） 主 軸 作 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) +軸 向 調(diào) 整 移 動(dòng) ， 如 龍 門 銑 床 、一 部 分 立 式 銑 床 、 滾 齒 機(jī) 。 4） 主 軸 繞 其 自 身 軸 線 旋 轉(zhuǎn) +繞 另 一 個(gè) 與 自 轉(zhuǎn) 軸 線平 行 的 軸 線 作 行 星 運(yùn) 動(dòng) ， 如 行 星 銑 削 頭 、 行 星 內(nèi)圓 磨 床 的 主 軸 等 。 一 、 車 、 鏜 、 銑 、 加工 中 心 類 機(jī) 床 主 軸 組件 1 角 接 觸 球 軸 承 主 軸 組 件主 軸 最 高 轉(zhuǎn) 速 為 50

15、00r min主 軸 前 支 承 內(nèi) 三 個(gè) 角 接 觸 球 軸 承 (P4級(jí) 精 度 )為 背靠 背 組 配 前 面 兩 個(gè) 同 向 大 口 朝 外 （ =25 ） ,第 三 個(gè) 大 口朝 里 (=15 )， 同 時(shí) 能 承 受 徑 向 載 荷 和 兩 個(gè) 方 向的 軸 向 載 荷 。 轉(zhuǎn) 動(dòng) 調(diào) 整 螺 母 4， 推 動(dòng) 內(nèi) 隔 套 3和 內(nèi) 圈 (修磨 量 出 廠 時(shí) 已 配 好 )， 可 以 預(yù) 緊 前 軸 承 ，用 鎖 緊 螺 母 5及 柱 銷 防 止 調(diào) 整 螺 母 4回 松 ，不 影 響 主 軸 的 精 度 。 V形 帶 輪 在 主 軸 尾 部 懸 伸 端 ， 后 支 承 的 徑

16、向 載 荷 較 大 ， 故 采 用 雙 列 圓 柱 滾 子 軸 承(SP級(jí) 精 度 )。 該 軸 承 內(nèi) 圈 的 錐 孔 錐 度 為 1： 12， 轉(zhuǎn) 動(dòng) 螺 母 13推 動(dòng) 同 步 齒 形 帶 輪 12和 內(nèi) 套 11， 使 內(nèi) 圈 右 移(向 大 錐 頸 方 向 )， 迫 使 內(nèi) 圈 徑 向 脹 大 ， 以 消 除間 隙 或 預(yù) 緊 ， 用 調(diào) 整 螺 母 8和 鎖 緊 螺 母 7可 以 使調(diào) 整 好 的 精 度 不 受 影 響 ； 該 軸 承 的 外 圈 可 以 分 離 ， 主 軸 因 熱 脹 伸 長(zhǎng) 時(shí) 連帶 軸 承 內(nèi) 圈 和 滾 子 在 外 圈 內(nèi) 滾 道 上 軸 向 自 由 移動(dòng)

17、 ， 有 利 于 保 證 加 工 精 度 。 后 軸 承 直 徑 比 前 軸 承 小 ， 預(yù) 緊 量 也 小 ，其 溫 升 不 會(huì) 超 過(guò) 前 軸 承 。 如 果 后 支 承 載 荷 較 小 時(shí) ， 可 以 用 二 個(gè) 角接 觸 球 軸 承 (= 15 )背 靠 背 組 配 ， 如TND360型 數(shù) 控 車 床 主 軸 組 件 。 2 雙 列 圓 柱 滾 子 軸 承 主 軸 組 件 CA6140型 車 床 主 軸 組 件 改 進(jìn) 后 的 結(jié) 構(gòu) 前 支 承 3為 NN3000 P4型 雙 列 圓 柱 滾 子 軸 承 調(diào) 整 鎖 緊 螺 母 5來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 預(yù) 緊 ， 有 利 于 提 高 主 軸

18、前支 承 的 剛 度 和 旋 轉(zhuǎn) 精 度 。 后 支 承 外 端 采 用 7202 P5型 角 接 觸 球 軸 承 8， 大口 朝 外 (=25 )， 以 承 受 徑 向 力 和 由 后 向 前 (自左 向 右 )方 向 的 軸 向 力 ； 內(nèi) 側(cè) 為 53202 P5型 推 力 球 軸 承 7， 能 承 受 由 前 向后 (自 右 向 左 )方 向 較 大 的 軸 向 力 ， 調(diào) 整 鎖 緊 螺 母10， 推 動(dòng) 內(nèi) 隔 套 9， 可 以 預(yù) 緊 軸 承 8和 7。 XHK5140型 自 動(dòng) 換 刀 數(shù)控 鏜 銑 床 主 軸 組 件 前 支 承 2(NN3000K P4型 )和 雙向 推 力

19、 角 接 觸 球 軸 承 3(234400型 )組 配 ， 為 提 高 前 支 承 的 旋轉(zhuǎn) 精 度 和 剛 度 ， 可 以 修 磨 前 端的 調(diào) 整 半 環(huán) 1和 軸 承 3中 的 隔 套4， 轉(zhuǎn) 動(dòng) 鎖 緊 螺 母 7可 以 消 除 軸承 2和 3的 間 隙 或 預(yù) 緊 。 后 支 承 11為 二 個(gè) 6000C P4型 深 溝 球 軸 承 (=15 )背 靠 背 組 配 ， 通 過(guò) 修 磨 內(nèi) 隔 套 12， 調(diào) 整 螺 母 13進(jìn)行 預(yù) 緊 。 主 軸 前 端 內(nèi) 錐 孔 錐 度 為 7:24， 用 作 錐 柄 刀 具 或 刀桿 的 定 位 ， 主 軸 端 面 有 二 個(gè) 對(duì) 稱 的

20、端 面 鍵 23， 用于 傳 遞 刀 具 的 較 大 的 轉(zhuǎn) 矩 。 這 類 主 軸 組 件 的 剛 度 較 高 、 中 等 轉(zhuǎn) 速 (dm 500000 600000)、 精 度 較 高 。 適 用 于 車 、 銑 、 鏜 床 、 磨 床 和 加 工 中 心 等 類 機(jī) 床 3 圓 錐 滾 子 軸 承 主 軸 組 件 三 支 承 主 軸 組 件 以 前 中 支 承 為 主 ， 采 用 圓 錐 滾 子 軸 承 背 靠背 組 配 ， 用 碟 形 彈 簧 5來(lái) 控 制 預(yù) 緊 力 ， 并 補(bǔ)償 因 主 軸 熱 伸 長(zhǎng) 而 使 軸 承 預(yù) 緊 力 的 變 化 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 可 視 作 推 力

21、支 承 在 前 支 承 ， 即 前端 定 位 后 支 承 為 輔 助 軸 承 7， 采 用 深 溝 球 軸 承 ， 不預(yù) 緊 ， 保 留 其 游 隙 ， 當(dāng) 載 荷 較 大 時(shí) ， 該 支承 處 撓 度 超 過(guò) 軸 承 的 游 隙 時(shí) ， 軸 承 才 參 與工 作 前 支 承 為 GametH型 雙 列 圓 錐 滾 子 軸 承 ，外 圍 與 箱 體 孔 保 持 微 小 的 間 隙 配 合 ， 在彈 簧 力 的 作 用 下 ， 外 圈 能 夠 向 后 移 動(dòng) 靠 后 支 承 P系 列 軸 承 中 的 彈 簧 力 自 動(dòng) 消 除軸 承 的 間 隙 ， 當(dāng) 主 軸 受 熱 伸 長(zhǎng) 時(shí) ， 軸 承的

22、間 隙 可 以 保 持 不 變 。 二 、 鉆 床 類 主 軸 組件 主 軸 1的 旋 轉(zhuǎn) 主 運(yùn) 動(dòng) 由 其 尾部 的 花 鍵 傳 入 ， 主 軸 由 軸承 3和 8支 承 在 套 筒 5內(nèi) 旋 轉(zhuǎn) ； 轉(zhuǎn) 動(dòng) 齒 輪 6， 使 套 筒 (右 側(cè)面 為 齒 條 )連 同 主 軸 作 軸 向進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 該 主 軸 的 軸 向 力 較 大 ， 徑 向 載 荷 較 小 ， 如軸 向 切 削 力 (向 上 )用 推 力 球 軸 承 4承 擔(dān) ，主 軸 的 重 量 由 推 力 球 軸 承 7來(lái) 支 承 ， 用 螺 母9消 除 軸 承 4和 7的 間 隙 。 徑 向 載 荷 由 深 溝 球 軸 承

23、3支 承 ， 其 游 隙 不 需調(diào) 整 ， 就 可 以 滿 足 主 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度 要 求 ； 為 使 主 軸 套 筒 徑 向 尺 寸 較 為 緊 湊 ， 上 下 支承 均 采 用 特 輕 型 的 軸 承 。 三 、 磨 床 類 主 軸 組 件 內(nèi) 圓 磨 頭 這 種 主 軸 組 件 是 一 個(gè) 獨(dú) 立 的 單 元 ， 由 專 門 工 廠制 造 主 軸 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 由 電 動(dòng) 機(jī) (P 1 3kW)經(jīng) 平 帶 輸入 主 軸 左 端 平 帶 輪 ， 主 軸 的 右 端 裝 砂 輪 桿 主 軸 兩 端 載 荷 都 較 大 ， 故 前 后 支 承 都 配 置兩 個(gè) 同 向 角 接 觸 球 軸

24、 承 若 載 荷 較 小 時(shí) ， 兩 端 支 承 各 裝 一 個(gè) 軸 承 由 于 磨 削 時(shí) 軸 向 載 荷 為 左 右 對(duì) 稱 而 且 又 不大 ， 故 軸 承 采 用 背 靠 背 組 配 也 是 對(duì) 稱 方 式 ，其 接 觸 角 =15 該 主 軸 最 高 轉(zhuǎn) 速 為 16000r min 屬 于 高 精 度 、 高 速 型 主 軸 組 件 ， 故 選 用 P2級(jí) 精 度 軸 承 ， 采 用 定 壓 預(yù) 緊 方 式 ， 預(yù) 緊 力靠 螺 旋 彈 簧 保 證 。 如 主 軸 因 運(yùn) 轉(zhuǎn) 發(fā) 熱 而 伸 長(zhǎng) ， 其 伸 長(zhǎng) 量 遠(yuǎn) 小于 彈 簧 的 預(yù) 壓 量 ， 能 自 動(dòng) 消 除 間 隙

25、并 使 預(yù)緊 力 基 本 保 持 不 變 。 通 過(guò) 修 磨 內(nèi) 外 圈 之 間 的 隔 套 3和 4， 可 以 使兩 個(gè) 軸 承 均 勻 受 力 。 第 三 節(jié) 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 及 其 配 置 型式 常 用 軸 承 滾 動(dòng) 軸 承 滑 動(dòng) 軸 承 滾 動(dòng) 軸 承 動(dòng) 壓 軸 承 靜 壓 軸 承旋 轉(zhuǎn) 精 度 一 般 或 較 好 單 ： 一 般 多 ： 較 高 可 以 很 高精 度 保 持 性 高 速 時(shí) 差 好 好 剛 度 一 般 高 高承 載 能 力 一 般 高 可 以 很 高 抗 振 性 不 好 好 很 好速 度 性 能 低 中 速 時(shí) 好 適 應(yīng) 變 速 范 圍 大 中 高 速

26、 時(shí) 好適 應(yīng) 變 速 范 圍 小 適 應(yīng) 各 種 速 度 滾 動(dòng) 軸 承 動(dòng) 壓 軸 承 靜 壓 軸 承摩 擦 損 耗 較 小 較 小 很 小 噪 聲 較 大 無(wú) 無(wú) ， 有 泵 聲結(jié) 構(gòu) 尺 寸 軸 向 小 徑 向 大推 力 軸 承 相 反 軸 向 大 徑 向 小推 力 軸 承 相 反 軸 向 大 徑 向 小推 力 軸 承 相 反 壽 命 受 限 制 較 長(zhǎng) 無(wú) 限制 造 難 易 專 門 生 產(chǎn) 自 制 自 制 使 用 與 維 修 脂 潤(rùn) 滑 簡(jiǎn) 單 調(diào) 整 麻 煩 調(diào) 整 麻 煩成 本 低 較 低 高 滾 動(dòng) 軸 承 優(yōu) 點(diǎn) 能 在 轉(zhuǎn) 速 和 載 荷 變 化 幅 度 很 大 的 條 件

27、 下穩(wěn) 定 地 工 作 ； 能 在 無(wú) 間 隙 ， 甚 至 在 預(yù) 緊 的 條 件 下 工 作 ； 摩 擦 系 數(shù) 小 ， 有 利 于 減 少 發(fā) 熱 ； 潤(rùn) 滑 容 易 ， 脂 或 油 ； 由 軸 承 廠 專 門 生 產(chǎn) ， 可 以 外 購(gòu) 。 滾 動(dòng) 軸 承 缺 點(diǎn) 滾 動(dòng) 體 數(shù) 量 有 限 ， 在 旋 轉(zhuǎn) 中 徑 向 剛 度 變化 ， 同 時(shí) 引 起 振 動(dòng) 阻 尼 較 低 徑 向 尺 寸 較 大 主 軸 軸 承 的 選 用 對(duì) 主 軸 組 件 的 工 作 性 能有 很 大 的 影 響 。 主 軸 較 粗 ， 軸 承 直 徑 較 大 ， 因 此 軸 承 的負(fù) 荷 較 輕 一 般 ， 承

28、 載 能 力 和 疲 勞 壽 命 不 是 選 擇 主軸 軸 承 的 主 要 指 標(biāo) 主 軸 軸 承 應(yīng) 根 據(jù) 精 度 、 剛 度 和 轉(zhuǎn) 速 選 擇 選 擇 軸 承 的 類 型 、 組 合 以 及 配 置 型 式 為 了 提 高 精 度 和 剛 度 ， 主 軸 軸 承 的 間 隙應(yīng) 該 是 可 調(diào) 的 一 、 主 軸 常 用 的 滾 動(dòng) 軸 承1.常 用 的 滾 動(dòng) 軸 承 : 圓 錐 滾 子 軸 承 、 角 接 觸 球 軸 承 、 推 力 球 軸 承 ， 圓 柱 滾 子 軸 承 、 深 溝 球 軸 承 滾 針 軸 承 等2.其 它 幾 種 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 角 接 觸 球 軸 承 A

29、ngular contact ball bearing 可 承 受 徑 向 載 荷 ， 也 可 承 受 軸 向 載 荷 接 觸 角 =15， 編 號(hào) 為 7000C（ 36100） 接 觸 角 =25， 編 號(hào) 為 7000AC（ 46100） =15,7000C（ 36100） 轉(zhuǎn) 速 高 軸 向 剛 度 低 多 用 于 軸 向 載 荷 小 ， 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 地 方 如 磨 床 主 軸 或 不 受 軸 向 載 荷 的 車 、 鏜 、 銑 床 的 主 軸后 軸 承 =25， 7000AC（ 46100） 軸 向 剛 度 高 徑 向 剛 度 和 允 許 的 轉(zhuǎn) 速 略 低 多 用 于 軸

30、向 載 荷 大 的 地 方 如 車 、 鏜 、 銑 床 和 加 工 中 心 主 軸 ； 把 內(nèi) 外 圈 相 對(duì) 軸 向 位 移 ， 可 以 調(diào) 整 間 隙 ，實(shí) 現(xiàn) 預(yù) 緊 ； 多 用 于 高 速 主 軸 。 為 適 應(yīng) 數(shù) 控 機(jī) 床 轉(zhuǎn) 速 的 提 高 ， 國(guó) 外 已 開發(fā) 了 超 高 速 角 接 觸 球 軸 承 （ =15） ，如 采 用 陶 瓷 滾 珠 和 減 小 滾 珠 直 徑 ， 提 高 球 軸 承 的 剛 度 多 聯(lián) 組 配 兩 個(gè) 代 號(hào) 為 /D 三 個(gè) 代 號(hào) 為 /T 四 個(gè) 代 號(hào) 為 /Q 常 用 背 靠 背 代 號(hào) 為 /DB 面 對(duì) 面 代 號(hào) 為 /DF 同 向

31、 （ 串 聯(lián) ） 代 號(hào) 為 /DT 數(shù) 控 機(jī) 床 主 軸 用 DB 絲 杠 軸 承 用 DT 深 溝 球 軸 承 Deep groove ball bearing 一 般 不 能 調(diào) 整 間 隙 常 用 于 精 度 和 剛 度 要 求 不 太 大 的 地 方 ，如 鉆 床 主 軸 軸 向 載 荷 由 配 套 的 推 力 軸 承 承 受 圓 錐 滾 子 軸 承 Taper roller bearing 能 承 受 徑 向 和 軸 向 載 荷 ， 承 載 能 力 和 剛度 較 高 滾 子 大 端 與 內(nèi) 圈 擋 邊 之 間 是 滑 動(dòng) 摩 擦 ，發(fā) 熱 較 多 ， 允 許 的 轉(zhuǎn) 速 較 低

32、雙 列 圓 柱 滾 子 軸 承 NN3000K（ 3182100） 型 ， 特 輕型 常 用 滾 道 環(huán) 槽 開 在 內(nèi) 圈 上 外 圈 可 分 離 內(nèi) 圈 錐 度 1： 12 NNU4900BK（ 4382900） 型 滾 道 環(huán) 槽 開 在 外 圈 上 ， 滾 動(dòng) 體 、 保 持架 、 內(nèi) 圈 為 一 體 內(nèi) 圈 裝 到 主 軸 軸 頸 上 后 再 精 磨 內(nèi) 圈 外滾 道 ， 以 避 免 主 軸 軸 頸 的 圓 度 影 響 滾道 精 度 ， 并 保 證 滾 道 與 主 軸 的 同 軸 度 。 外 滾 道 槽 易 存 油 ， 潤(rùn) 滑 較 好 ， 但 制 造復(fù) 雜 適 用 于 內(nèi) 徑 100

33、mm以 上 的 大 規(guī) 格 軸 承 特 點(diǎn) 滾 子 數(shù) 多 （ 50 60個(gè) ） ， 兩 列 滾 子 交 錯(cuò) 排 列 ， 與其 它 軸 承 相 比 在 大 小 相 同 時(shí) ， 這 類 軸 承 剛 度 較 高 、承 載 能 力 大 、 允 許 轉(zhuǎn) 速 較 高 。 內(nèi) 圈 有 1： 12的 錐 孔 與 主 軸 的 錐 形 軸 頸 相 配 軸 向移 動(dòng) ， 內(nèi) 圈 脹 大 以 消 除 間 隙 并 預(yù) 緊 。 軸 承 內(nèi) 外 圈 可 分 離 ， 只 能 承 受 徑 向 載 荷 。 適 用 于 載 荷 和 剛 度 較 高 、 中 等 轉(zhuǎn) 速 的 場(chǎng) 合 雙 向 推 力 角 接 觸 球 軸 承 23440

34、0（ 2268100） 系 列 60 雙向 推 力 角 接 觸 深 溝 球 軸 承 特 輕 型 234400與 NN3000K（ 3182100） 系 列 、 超 輕 型234900與 NNU4900BK系 列 軸 承 配套 使 用 ， 以 承 受 雙 向 軸 向 載 荷 。 組 成 ： 外 圈 3、 內(nèi) 圈 1和 6、 隔 套 4 消 除 間 隙 和 預(yù) 緊 ： 修 磨 隔 套 4的厚 度 外 圈 3的 外 圓 基 本 尺 寸 與 同 孔 徑 的NN3000K (3182100)型 軸 承 相 同 ， 但 外 徑為 負(fù) 公 差 ， 與 箱 體 孔 之 間 有 間 隙 ， 不 承受 徑 向 載

35、 荷 ， 專 作 推 力 軸 承 使 用 。 外 圈 3開 有 槽 和 油 孔 ， 潤(rùn) 滑 油 由 此 進(jìn) 入 軸承 軸 承 特 點(diǎn) : 接 觸 角 大 ， 鋼 球 直 徑 較 小 而數(shù) 量 較 多 ， 軸 承 承 載 能 力 和 精 度 較 高 。 極 限 轉(zhuǎn) 速 比 一 般 推 力 球 軸 承 高 出 1.5倍 ，與 同 孔 徑 的 NN3000K （ 3182100） 型 軸承 相 同 。 適 用 于 高 轉(zhuǎn) 速 、 較 大 軸 向 力 、 中 等 以 上載 荷 的 主 軸 前 支 承 處 雙 列 圓 錐 滾 子 軸 承 軸 承 組 成 ： 外 圈 2、 兩 個(gè) 內(nèi) 圈 1和 4、 隔

36、套 3 調(diào) 整 間 隙 或 預(yù) 緊 ： 修 磨 隔 套 3的厚 度 外 圈 軸 肩 ， 一 端 抵 住 箱 體 或 主軸 套 筒 的 端 面 ， 另 一 端 用 法 蘭壓 緊 ， 實(shí) 現(xiàn) 軸 向 定 位 。 因 此 ，箱 體 孔 可 做 成 通 孔 ， 便 于 加 工 1 42 3 它 既 可 以 承 受 徑 向 載 荷 ， 又 可 以 承 受 雙 向 軸 向 載荷 。 滾 錐 數(shù) 量 多 ， 承 載 能 力 和 剛 度 都 較 大 ， 軸 承 制 造精 度 較 高 。 適 用 于 中 低 速 、 中 等 以 上 載 荷 的 機(jī) 床 主 軸 的 前 支承 處 。 注 意 潤(rùn) 滑 和 冷 卻 條

37、 件 加 梅 （ Gamet） 軸 承 H系 列 ， 用 于 前 支 承 兩 列 滾 子 數(shù) 目 相 差 一 個(gè) ，使 兩 列 的 剛 度 變 化 頻 率 不同 ， 以 抑 制 振 動(dòng) 。 P系 列 ， 用 于 后 支 承 ， 與 H系 列 配 套 使 用 。 P系 列 外 圈 上 有 彈 簧 ， 用 作預(yù) 緊 。 彈 簧 數(shù) 為 16 20，視 直 徑 而 定 。 加 梅 軸 承 采 用 空 心 滾 子 及整 體 式 保 持 架 整 體 式 保 持 架 （ 鋁 質(zhì) ） 把 滾 子 之 間 的 間 隙 占 滿 ，迫 使 大 部 分 油 通 過(guò) 滾 子 的 中 孔 ， 以 冷 卻 不 易 散 熱

38、的 滾 子 ， 小 部 分 油 通 過(guò) 滾 子 與 滾 道 之 間 ， 起 潤(rùn) 滑作 用 （ 圖 中 外 圈 上 的 徑 向 小 孔 為 進(jìn) 油 孔 ） ， 改 善了 散 熱 條 件 。 必 須 用 油 潤(rùn) 滑 ， 難 以 用 于 立 式 機(jī) 床 為 便 于 保 證 制 造 精 度 ， 與 所 有 精 密 的 圓 錐 滾 子 軸承 一 樣 ， 加 梅 軸 承 的 內(nèi) 圈 滾 道 錐 面 的 小 直 徑 端 設(shè)有 擋 邊 。 三 、 滾 動(dòng) 軸 承 間 隙 的 調(diào) 整 和 預(yù) 緊 滾 動(dòng) 軸 承 在 較 大 間 隙 的 情 況 下 工 作 時(shí) ， 會(huì)使 載 荷 集 中 作 用 在 處 于 加 載

39、 方 向 的 一 、 二個(gè) 滾 動(dòng) 體 上 ， 使 該 滾 動(dòng) 體 和 內(nèi) 、 外 圈 滾 道接 觸 處 產(chǎn) 生 很 大 的 集 中 應(yīng) 力 ， 從 而 使 軸 承磨 損 加 快 ， 壽 命 縮 短 ， 還 降 低 剛 度 。 當(dāng) 把 軸 承 調(diào) 整 到 不 僅 完 全 消 除 間 隙 ， 而 且產(chǎn) 生 一 定 的 過(guò) 盈 量 （ 或 稱 負(fù) 間 隙 ） 時(shí) ， 這就 是 滾 動(dòng) 軸 承 的 預(yù) 緊 。 預(yù) 緊 后 滾 動(dòng) 體 和 滾 道接 觸 處 產(chǎn) 生 一 定 的 彈性 變 形 接 觸 面 積 加 大 承 載 區(qū) 逐 漸 擴(kuò) 大 各 滾 動(dòng) 體 受 力 較 均 勻 抵 抗 變 形 的 能

40、力 增 大 剛 度 增 加 ， 壽 命 延 長(zhǎng) 由 下 可 知 ， 用 1800N預(yù) 緊 力 預(yù) 緊 后 ， 再 受 外 載 荷作 用 時(shí) 變 形 就 小 ， 即 軸 承 剛 度 提 高 了 一 般 在 設(shè) 計(jì) 主 軸 組 件 時(shí) ， 應(yīng) 在 結(jié) 構(gòu) 上 確 保 能 對(duì) 軸承 進(jìn) 行 預(yù) 緊 和 調(diào) 整 。 預(yù) 加 載 荷 過(guò) 大 ， 致 使 過(guò) 盈 量 超 過(guò) 合 理 的預(yù) 緊 量 ， 不 但 剛 度 增 加 不 明 顯 ， 而 且 使軸 承 磨 損 和 發(fā) 熱 量 大 為 增 加 ， 壽 命 顯 著縮 短 ， 如 曲 線 所 示 。 NN3000K（ 3182100） 系 列 軸 承 預(yù)

41、緊 方 法 通 常 用 軸 向 移 動(dòng) 軸 承 內(nèi) 圈 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 整 的 圖 a結(jié) 構(gòu) 最 簡(jiǎn) 單 ， 但 控 制 預(yù) 緊 量 較 困 難 ，當(dāng) 預(yù) 緊 量 過(guò) 大 時(shí) 松 卸 軸 承 不 方 便 。 圖 b用 右 邊 螺 母 來(lái) 控 制 預(yù) 緊 量 ， 調(diào) 整 方 便 ，但 主 軸 前 端 要 加 工 螺 紋 ， 工 藝 性 差 。 圖 c是 在 軸 端 凸 緣 上 做 有 螺 孔 ， 工 藝 簡(jiǎn) 單 ，但 用 幾 只 螺 釘 調(diào) 整 易 將 環(huán) 1壓 偏 ， 影 響 旋轉(zhuǎn) 精 度 。 圖 d將 環(huán) 1做 成 兩 半 ， 可 取 下 修 磨 來(lái) 控 制調(diào) 整 量 ， 故 調(diào) 整 比 較

42、 方 便 ， 半 環(huán) 由 固 定在 主 軸 軸 端 的 套 抱 住 ， 工 作 時(shí) 不 致 松 脫 。 角 接 觸 球 軸 承 的 調(diào) 整 方 法 方 法 ： 使 其 內(nèi) 、 外 圈 產(chǎn) 生 相 對(duì) 位 移 來(lái) 實(shí)現(xiàn) 調(diào) 整 的 。 圖 a是 將 內(nèi) 圈 或 外 圈 相 靠 的 側(cè) 面 磨 去 厚 度 ，然 后 用 螺 母 將 內(nèi) 圈 或 外 圈 擰 緊 。 圖 b是 在 兩 個(gè) 軸 承 的 內(nèi) 、 外 圈 之 間 都 裝 有 隔 套 ，并 使 內(nèi) 隔 套 厚 度 比 外 隔 套 短 2 ， 裝 配 時(shí) 用 螺 母擰 緊 。 缺 點(diǎn) 重 調(diào) 間 隙 時(shí) 必 須 把 軸 承 從 主 軸 上 拆

43、下 ，很 不 方 便 。 圖 示 是 用 彈 簧 （ 沿 圓 周 分 布 ） 來(lái) 保 持 一 個(gè) 基 本 不變 的 預(yù) 加 載 荷 ， 軸 承 磨 損 后 能 自 動(dòng) 補(bǔ) 償 ， 且 不 受熱 膨 脹 影 響 。 缺 點(diǎn)只 能 承 受 單 方 向 軸 向 力 ， 另 一 方 向 的 軸 向力 作 用 在 彈 簧 上 ， 因 而 剛 度 較 差 ， 為 了 提 高 精 度 或 結(jié) 構(gòu) 上 的 需 要 ， 常 通 過(guò)調(diào) 整 預(yù) 緊 量 用 的 螺 母 、 隔 墊 、 套 筒 、 其他 軸 承 或 齒 輪 等 傳 動(dòng) 件 來(lái) 推 動(dòng) 軸 承 內(nèi) 圈 。 其 工 作 面 應(yīng) 與 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 中 心

44、 線 相 垂 直 ，否 則 在 預(yù) 緊 時(shí) 會(huì) 使 軸 承 歪 斜 ， 從 而 影 響主 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度 。 常 見 的 防 松 方 法 圖 a用 擰 緊 的 兩 個(gè) 螺 母 來(lái) 防 松 圖 b用 緊 定 螺 釘 來(lái) 防 松 如 果 調(diào) 整 螺 母 的 端 面 跳 動(dòng) 對(duì) 軸 承 內(nèi) 圈 的精 度 影 響 不 大 ， 則 可 采 用 圖 c和 圖 d所 示的 較 為 簡(jiǎn) 單 的 方 法 。 四 、 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 的 精 度 和 配 合 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 精 度 主 要 采 用 P2、 P4、 P5（ B、 C、D） 三 級(jí) 。 相 當(dāng) 于 ISO標(biāo) 準(zhǔn) 的 2、 4、

45、5級(jí) 。 SP級(jí) 和 UP級(jí) 作 為 補(bǔ) 充 ； SP級(jí) 和 UP級(jí) 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度 ，相 當(dāng) 于 P4級(jí) 和 P2級(jí) ， 內(nèi) 外 圈 的 尺 寸 精 度 ， 則 相 當(dāng)于 P5級(jí) 和 P4級(jí)P0 P6 P5 P4 P2G E D C B 軸 承 的 工 作 精 度 主 要 決 定 于 旋 轉(zhuǎn) 精 度 殼 體 孔 和 主 軸 頸 是 根 據(jù) 一 定 的 間 隙 和 過(guò)盈 要 求 配 作 軸 承 內(nèi) 、 外 徑 的 公 差 即 使 略 寬 也 并 不 影響 工 作 精 度 ， 但 是 卻 可 以 降 低 成 本 。 向 心 軸 承 (接 觸 角 45 的 軸 承 ) 用 于 切 削 力 方

46、向 固 定 的 主 軸 ， 如 車 、 銑 、 磨床 等 的 主 軸 ， 對(duì) 軸 承 的 徑 向 精 度 影 響 最 大 的 ，是 “ 成 套 軸 承 的 內(nèi) 圈 徑 向 跳 動(dòng) Kia” 用 于 切 削 力 方 向 隨 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 而 旋 轉(zhuǎn) 的 主 軸 ， 如鏜 床 和 鏜 銑 加 工 中 心 主 軸 ， 對(duì) 軸 承 的 徑 向 精 度影 響 最 大 的 ， 是 “ 成 套 軸 承 的 內(nèi) 圈 外 向 跳 動(dòng) Kea” 推 力 軸 承 影 響 旋 轉(zhuǎn) 精 度 (軸 向 跳 動(dòng) )的 ,是“ 軸 圈 滾 道 對(duì) 底 面 的 變 動(dòng) 量 ” Si 角 接 觸 球 軸 承 和 圓 錐 滾 子

47、 軸 承 既 能 承 受徑 向 載 荷 ,又 能 承 受 軸 向 載 荷 , Kia和 Kea外 ,還 有 影 響 軸 向 精 度 的 “ 成 套 軸 承 內(nèi) 圈端 面 對(duì) 滾 道 的 跳 動(dòng) Sia” 前 后 軸 承 的 精 度 對(duì) 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 精 度 的 影 響 前 軸 承 內(nèi) 圈 有 偏 心 量 a(即 徑 向 跳 動(dòng) 量 的一 半 ) 后 軸 承 偏 心 量 為 零 主 軸 端 部 的 偏 心 量 為 ： 后 軸 承 有 相 同 的 偏 心 量 b 前 軸 承 偏 心 量 主 軸 端 部 的 偏 心 量 為 ： 結(jié) 論 前 軸 承 的 精 度 對(duì) 主 軸 組 件 的 旋 轉(zhuǎn) 精 度

48、 影響 較 大 前 軸 承 的 精 度 應(yīng) 選 得 高 一 些 ， 通 常 比 后軸 承 精 度 高 一 級(jí) 。 各 種 精 度 等 級(jí) 的 機(jī) 床 ， 主 軸 滾 動(dòng) 軸 承 的精 度 等 級(jí) 可 參 考 表 3-5選 用 。 數(shù) 控 機(jī) 床 可 按 精 密 級(jí) 或 高 精 度 級(jí) 選 用 。 主 軸 軸 承 精 度機(jī) 床 精 度 等 級(jí) 前 軸 承 后 軸 承普 通 精 度 級(jí) P5 或 P4（ SP） P5 或 P4（ SP）精 密 級(jí) P4（ SP） 或 P2（ UP） P4（ SP）高 精 度 級(jí) P2（ UP） P2（ UP） 軸 承 的 精 度 不 但 影 響 主 軸 組 件 的

49、 旋 轉(zhuǎn) 精度 ， 而 且 精 度 越 高 ， 各 滾 動(dòng) 體 受 力 越 均勻 ， 有 利 于 提 高 剛 度 和 抗 振 性 ， 減 少 磨損 ， 提 高 壽 命 。 目 前 ， 普 通 機(jī) 床 主 軸 軸 承 都 有 取 P4（ SP）的 趨 勢(shì) 。 滾 動(dòng) 軸 承 的 配 合 對(duì) 主 軸 組 件 的 工 作 性 能 也 有 很 大影 響 。 軸 承 內(nèi) 圈 與 軸 頸 、 外 圈 與 支 承 座 孔 的 配 合 過(guò) 松 ，受 載 后 出 現(xiàn) 松 動(dòng) ， 影 響 主 軸 組 件 旋 轉(zhuǎn) 精 度 和 剛 度 ，縮 短 壽 命 。 過(guò) 緊 ， 使 內(nèi) 、 外 圈 變 形 ， 影 響 旋 轉(zhuǎn)

50、精 度 ， 加 速 軸承 的 磨 損 。 增 加 溫 升 和 熱 變 形 ， 裝 配 困 難 。 滾 動(dòng) 軸 承 的 配 合 : 表 4-7 軸 頸 與 軸 承 內(nèi) 圈 的 配 合 m5緊 固 性 較 好 ， 但 不 易 裝 拆 。 k5平 均 過(guò) 盈 接 近 于 零 ， 易 裝 拆 ， 受 沖擊 不 大 時(shí) 同 軸 度 較 好 。 軸 承 外 圈 與 支 承 座 孔 的 配 合 ： 應(yīng) 稍 松 一 點(diǎn) 常 用 j6、 js6或 k6 重 載 時(shí) 才 用 m6 對(duì) 于 輕 載 的 精 密 機(jī) 床 ， 為 避 免 軸 頸 或 支承 座 孔 的 形 狀 誤 差 影 響 軸 承 精 度 ， 常 采用

51、 有 間 隙 的 配 合 。 對(duì) 需 要 調(diào) 整 間 隙 的 軸 承 ， 為 使 調(diào) 整 時(shí) 能軸 向 移 動(dòng) ， 配 合 應(yīng) 稍 松 些 。 第 四 節(jié) 主 軸 滑 動(dòng) 軸 承 分 類 按 油 膜 壓 力 形 成 的 方 法 不 同 ， 可 分 為 ： 動(dòng) 壓 軸 承 靜 壓 軸 承 動(dòng) 壓 軸 承 是 靠 軸 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 形 成 油 膜 而 具 有承 載 能 力 承 載 能 力 與 滑 動(dòng) 速 度 成 正 比 低 速 時(shí) ， 承 載 能 力 太 低 。 因 此 動(dòng) 壓 軸 承用 于 高 速 和 轉(zhuǎn) 速 變 化 不 大 的 地 方 ， 如 磨床 主 軸 。 靜 壓 軸 承 的 油 膜 壓 強(qiáng)

52、 是 靠 液 壓 泵 建 立 的 ，與 主 軸 的 轉(zhuǎn) 速 關(guān) 系 不 大 常 用 于 低 速 或 轉(zhuǎn) 速 變 化 較 大 的 地 方 靜 壓 軸 承 的 油 膜 較 厚 ， 對(duì) 軸 頸 和 軸 瓦 孔的 圓 度 誤 差 能 起 均 化 作 用 靜 壓 軸 承 還 用 于 精 度 要 求 較 高 的 主 軸 靜 壓 軸 承 需 要 一 套 供 油 設(shè) 備 (液 壓 泵 ， 電動(dòng) 機(jī) 、 油 箱 )， 對(duì) 油 的 潔 凈 度 要 求 也 較 高 能 用 動(dòng) 壓 軸 承 應(yīng) 盡 量 用 動(dòng) 壓 軸 承 ， 只 有動(dòng) 壓 軸 承 不 能 滿 足 要 求 (如 低 速 ， 轉(zhuǎn) 速 變化 大 ， 高 精

53、 度 )時(shí) 才 用 靜 壓 軸 承 。 一 、 液 體 動(dòng) 壓 軸 承 工 作 原 理 主 軸 靜 止 不 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 軸 頸 與 軸 承 之 間 間 隙 ，在 載 荷 F（ 包 括 主 軸 重 在 量 ） 的 作 用 下 ，軸 頸 偏 向 下 方 與 軸 承 表 面 之 間 形 成 楔 形縫 隙 如 圖 a所 示 。 主 軸 開 始 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 速 度 較 低 ， 軸 頸 與 軸承 仍 是 金 屬 表 面 接 觸 （ 邊 界 潤(rùn) 滑 ） ， 摩擦 力 使 軸 頸 向 前 滾 動(dòng) ， 接 觸 點(diǎn) 偏 向 前 方（ 圖 b） 隨 著 轉(zhuǎn) 速 的 增 加 ， 帶 入 楔 形 縫 隙 的 油 量

54、逐 漸 增 多 ， 楔 形 縫 隙 中 油 膜 壓 力 逐 漸 升高 ， 當(dāng) 油 膜 壓 力 能 支 持 外 力 下 時(shí) ， 軸 頸被 抬 起 ， 滑 動(dòng) 表 面 完 全 分 開 （ 圖 3-18c） 主 軸 轉(zhuǎn) 速 進(jìn) 一 步 加 快 ， 油 膜 壓 力 繼 續(xù) 增加 ， 軸 頸 中 心 接 近 于 軸 承 孔 中 心 （ 圖 3-18d） 按 工 作 時(shí) 形 成 油 楔 數(shù) 量 的 不 同 可 分 為 單 油 楔 動(dòng) 壓 軸 承 多 油 楔 動(dòng) 壓 軸 承 主 軸 動(dòng) 壓 軸 承 廣 泛 采 用 多 油 楔 動(dòng) 壓 軸 承 多 油 楔 軸 承 工 作 時(shí) ， 軸 頸 周 圍 能 產(chǎn) 生 多

55、個(gè) 油 楔 ， 當(dāng) 轉(zhuǎn) 速 變 化 時(shí) ， 各 個(gè) 油 楔 壓 力的 變 化 值 大 體 相 同 ， 可 以 互 相 抵 消 ， 不致 引 起 主 軸 軸 心 的 漂 移 。 當(dāng) 主 軸 外 載 荷 變 化 時(shí) ， 軸 心 稍 有 偏 移 ，這 時(shí) 如 前 方 的 油 楔 變 薄 而 壓 力 升 高 ， 則后 方 的 油 楔 變 厚 而 壓 力 降 低 ， 形 成 新 的平 衡 。 多 油 楔 動(dòng) 壓 軸 承 比 單 油 楔 動(dòng) 壓 軸 承 的 剛度 大 ， 旋 轉(zhuǎn) 軸 心 比 較 穩(wěn) 定 ， 旋 轉(zhuǎn) 精 度 較高 。 二 、 液 體 靜 壓 軸 承 動(dòng) 壓 軸 承 缺 點(diǎn) ： 轉(zhuǎn) 速 低 于

56、 一 定 值 時(shí) ， 壓 力 油 膜 無(wú) 法 建立 當(dāng) 主 軸 處 于 低 轉(zhuǎn) 速 或 啟 動(dòng) 、 停 止 過(guò) 程中 ， 產(chǎn) 生 干 摩 擦 。 主 軸 轉(zhuǎn) 速 變 化 ， 壓 力 油 膜 的 厚 度 變 化 ，軸 心 位 置 發(fā) 生 改 變 。 靜 壓 軸 承 優(yōu) 、 缺 點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn) ： 靜 壓 軸 承 在 軸 頸 與 軸 承 間 有 一 層高 壓 油 膜 ， 它 具 有 良 好 的 吸 振 性 能 ； 旋 轉(zhuǎn) 精 度 高 ， 抗 振 性 好 。 缺 點(diǎn) ： 是 需 要 配 備 一 套 專 用 的 供 油 系 統(tǒng) ，而 且 制 造 工 藝 復(fù) 雜 。 1 工 作 原 理 靜 壓 軸 承 組

57、成 ： 供 油 系 統(tǒng) 節(jié) 流 器 軸 承 工 作 原 理 軸 承 內(nèi) 圓 柱 面 上 ， 等 間 隙 地 開 有 幾 個(gè) 油 腔 （ 通 常 為 4個(gè) ） 。 各 油 腔 之 間 開 有 回 油 槽 。 用 過(guò) 的 油 一 部 分 從 這 些 回 油 槽 流 回 油 箱（ 徑 向 回 油 ） ， 另 一 部 分 則 由 兩 端 流 回油 箱 （ 軸 向 回 油 ） 。 油 腔 四 周 形 成 適 當(dāng) 寬 度 的 軸 向 封 油 面 和 周 向 封 油 面 ， 它 們 和 軸 頸 之 間 的 間 隙 一 般 為 0.02 0.04mm。 油 泵 供 油 壓 力 為 ps ， 油 液 經(jīng) 節(jié) 流

58、 器 T進(jìn)入 各 油 腔 ， 將 軸 頸 推 向 中 央 ， 油 液 最 后經(jīng) 封 油 面 流 回 油 箱 ， 壓 力 降 低 為 零 。 當(dāng) 主 軸 不 受 載 荷 且 忽 略 自 重 時(shí) ， 則 各 油腔 的 油 壓 相 同 ， 保 持 平 衡 ， 軸 在 軸 承 正中 心 ， 這 時(shí) 軸 頸 表 面 與 各 腔 封 油 面 之 間的 間 隙 相 等 ， 均 為 h0。 當(dāng) 主 軸 受 徑 向 載 荷 （ 包 括 自 重 ） F作 用 后 ，軸 頸 向 下 移 動(dòng) 產(chǎn) 生 偏 心 量 e。 油 腔 3處 的 間 隙 減 小 為 h0-e ， 由 于 油 液 流過(guò) 間 隙 小 的 地 方 阻

59、 力 大 ， 流 量 減 小 ， 因而 流 過(guò) 節(jié) 流 器 T3的 流 量 減 少 ， 壓 力 損 失 隨之 減 小 供 油 壓 力 ps 一 定 ， 油 腔 3內(nèi) 的 油 壓 p3升 高 油 腔 1處 的 間 隙 增 大 為 h0 e， 由 于 油 液 流過(guò) 間 隙 大 的 地 方 阻 力 小 ， 流 量 增 加 ， 因而 流 過(guò) 節(jié) 流 器 T1的 流 量 增 加 ， 壓 力 損 失 亦隨 著 增 加 ， 所 以 油 腔 1內(nèi) 的 油 壓 p就 降 低 ，這 樣 油 腔 3與 油 腔 1之 間 形 成 了 壓 力 p = p3 -p1， 產(chǎn) 生 與 載 荷 方 向 相 反 的 托 起 力

60、，以 平 衡 外 載 荷 F。 如 油 腔 的 有 效 承 載 面 積 為 A， 則 軸 承 的 承載 能 力 為 ： F= A（ p3 - p1） 各 油 腔 由 同 一 個(gè) 液 壓 泵 供 油 ， 則 每 個(gè) 油腔 必 須 串 聯(lián) 一 個(gè) 節(jié) 流 器 。 沒 有 節(jié) 流 器 ， 各 油 腔 油 壓 相 同 ， 互 相 抵消 ， 就 不 能 平 衡 外 載 荷 了 ， 這 時(shí) 主 軸 產(chǎn)生 位 移 ， 甚 至 使 軸 頸 與 軸 承 表 面 接 觸 油 腔 壓 力 是 液 壓 泵 供 給 的 ， 與 軸 的 轉(zhuǎn) 速無(wú) 關(guān) 。 因 此 ， 靜 壓 軸 承 可 以 在 很 低 的 轉(zhuǎn)速 下 工

61、作 。 潤(rùn) 滑 作 用 : 減 少 摩 擦 、 降 低 溫 升 和 防 止 腐 蝕 潤(rùn) 滑 不 良 軸 承 溫 升 劇 增 ， 加 速 軸 承的 磨 損 ， 影 響 主 軸 組 件 的 正 常 工 作 潤(rùn) 滑 劑 的 選 用 和 潤(rùn) 滑 方 式 決 定 于 軸 承 的類 型 、 速 度 和 工 作 負(fù) 荷 滾 動(dòng) 軸 承 潤(rùn) 滑 脂 或 潤(rùn) 滑 油 潤(rùn) 滑 速 度 較 低 時(shí) ， 溫 升 較 低 脂 潤(rùn) 滑 速 度 較 高 時(shí) 油 潤(rùn) 滑 按 軸 承 的 速 度 因 數(shù) ndm選 擇 ndm較 低 時(shí) 脂 潤(rùn) 滑 ndm較 高 時(shí) 油 潤(rùn) 滑 1 脂 潤(rùn) 滑 優(yōu) 點(diǎn) ： 潤(rùn) 滑 脂 的 粘 度

62、 大 ， 不 易 流 失 ， 不需 要 經(jīng) 常 更 換 ， 密 封 簡(jiǎn) 單 缺 點(diǎn) ： 摩 擦 阻 力 大 ， 機(jī) 械 效 率 低 ， 流 動(dòng)性 差 ， 導(dǎo) 熱 系 數(shù) 小 適 用 于 ndm值 較 低 的 場(chǎng) 合 ， 特 別 適 用 于 立式 或 套 筒 式 主 軸 組 件 ， 可 防 止 漏 油 常 用 的 油 脂 有 ： 理 基 潤(rùn) 滑 脂 精 密 主 軸 潤(rùn) 滑 脂 2 潤(rùn) 滑 油 主 軸 軸 承 速 度 較 高 時(shí) ， 宜 采 用 潤(rùn) 滑 油 優(yōu) 點(diǎn) ： 摩 擦 阻 力 小 ， 冷 卻 效 果 好 ， 具 有沖 洗 作 用 為 了 保 證 滾 動(dòng) 體 與 滾 道 接 觸 面 上 有

63、足 夠壓 強(qiáng) 的 油 膜 ， 應(yīng) 使 潤(rùn) 滑 油 在 軸 承 工 作 溫度 下 的 粘 度 為 （ 12 23） 10-6m2/s 潤(rùn) 滑 方 式 ： 飛 濺 、 滴 油 、 循 環(huán) 、 油 霧 和噴 射 等 主 要 根 據(jù) 軸 承 的 速 度 因 素 ndm值 選 擇 ， 可參 考 表 4-8。潤(rùn) 滑 方 式 飛 濺 滴 油 循 環(huán) 油 霧 噴 射ndm值 225000320000 230000400000 420000 600000 5500D0 800000 7500001000000 （ 1） 飛 濺 潤(rùn) 滑 利 用 齒 輪 或 專 門 葉 片 等 的 旋 轉(zhuǎn) ， 使 潤(rùn) 滑油 飛 濺

64、 一 般 濺 油 齒 輪 浸 入 油 中 高 度 為 1/2齒 高 至齒 高 的 2 3倍 ， 圓 周 速 度 為 3 6m s，以 免 引 起 潤(rùn) 滑 不 充 分 或 過(guò) 大 的 空 載 損 失 油 的 粘 度 一 般 在 50 C時(shí) 為 （ 20 30） 10-6m2/s。 常 用 N46或 N68機(jī) 械 油 適 用 于 要 求 不 高 的 機(jī) 床 上 （ 2） 滴 油 潤(rùn) 滑 采 用 滴 油 器 或 絨 線 間 斷 地 供 給 少 量 潤(rùn) 滑油 應(yīng) 通 過(guò) 試 驗(yàn) 找 出 溫 度 最 低 的 滴 油 量 ， 一般 每 小 時(shí) 供 油 1 100g 適 用 于 需 油 量 不 大 的 場(chǎng)

65、合 常 用 N46或 N68機(jī) 械 油 （ 3） 循 環(huán) 潤(rùn) 滑 用 專 門 油 泵 經(jīng) 油 管 供 油 進(jìn) 行 強(qiáng) 制 循 環(huán) 潤(rùn)滑 同 時(shí) 具 有 潤(rùn) 滑 和 冷 卻 作 用 ； 油 容 易 過(guò) 濾 ，清 潔 度 較 好 ， 能 保 證 充 分 而 均 勻 地 輸 出潤(rùn) 滑 油 ， 是 一 種 比 較 完 善 的 潤(rùn) 滑 方 法 適 用 于 高 速 重 載 主 軸 組 件 角 接 觸 軸 承 有 泵 油 效 應(yīng) ， 油 從 小 口 進(jìn) 入 常 用 N46或 N68機(jī) 械 油 （ 4） 油 霧 潤(rùn) 滑 利 用 壓 縮 空 氣 ， 通 過(guò) 專 門 的 霧 化 系 統(tǒng) 形 成 含 少量 油 的

66、油 霧 噴 入 軸 承 ， 起 到 潤(rùn) 滑 和 冷 卻 作 用 沒 有 油 的 攪 拌 損 失 ， 油 的 溫 升 小 以 空 氣 氣 流 作 為 冷 卻 劑 ， 冷 卻 效 果 好 需 要 專 門 設(shè) 備 ， 價(jià) 格 較 高 ， 用 于 高 速 主 軸 油 的 粘 度 一 般 在 40 C時(shí) 為 （ 18 37） 10-6m2/s （ 5） 噴 射 潤(rùn) 滑 軸 承 周 圍 安 裝 3 4個(gè) 噴 嘴 ， 將 壓 力 為 0.4MPa的 油 注 射 到 保 持 架 與 軸 承 圈 空 隙 中 周 期 性 供 油 特 別 適 用 于 轉(zhuǎn) 速 極 高 的 主 軸 設(shè) 備 復(fù) 雜 ， 價(jià) 格 更 高 油 的 粘 度 一 般 在 40 C時(shí) 為 (8 15)10-6m2/s 二 、 主 軸 滑 動(dòng) 軸 承 的 潤(rùn) 滑 應(yīng) 用 潤(rùn) 滑 油 潤(rùn) 滑 ， 由 于 發(fā) 熱 較 大 ， 應(yīng) 盡 量 采 用循 環(huán) 潤(rùn) 滑 方 式 動(dòng) 壓 軸 承 間 隙 較 小 ， 為 減 少 發(fā) 熱 ， 油 的 粘 度 應(yīng)較 低 一 些 車 床 的 主 軸 滑 動(dòng) 軸 承 : 常 用 N15主 軸 油 磨 床 轉(zhuǎn) 速 較