機(jī)械制造技術(shù)裝備及設(shè)計(jì)-3-3主軸組件(編輯修改稿)
2025-05-08 22:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大。 ? 缺點(diǎn)是滾子大端的端面與內(nèi)圈擋邊之間為滑動(dòng) 摩擦，發(fā)熱較大，故允許的極限轉(zhuǎn)速較低。 ? 法國(guó) Gamet公司研制出一種圓錐滾子做成中空的軸承 ? 圖 h為 H系列，用于主軸前軸承。 H系列軸承的兩列滾子數(shù)量差一個(gè)，從而使兩列滾子的剛度變化頻率不同，以抑制振動(dòng)。 ? 圖 i為 P系列，用作主軸后支承。 P系列軸承外圈上有 16～20個(gè)彈簧，用作預(yù)緊。 ? 為了控制發(fā)熱量過(guò)大， Gamet軸承保持架是整體的，可以把滾子之間的空隙占滿。這樣， 大部分潤(rùn)滑油被迫流過(guò)滾子的中 孔，冷卻不易散熱的滾子，小部 分則通過(guò)滾子與滾道之間起潤(rùn)滑 作用。油液從外圈中部的徑向孔 進(jìn)人，流向兩端，同時(shí)中空并填 充油的滾子還可吸收振動(dòng)。 Gamet 軸承 5．深溝球軸承 ? 這種軸承只能承受徑向載荷，軸向載荷則由配套的推力軸承承受。此種軸承一般不能調(diào)整間隙，常用于精度要求和剛度要求不太高的地方。 ? 主軸軸承常用輕系列、特輕系列和超輕系列，以特輕系列為主。 ? 因?yàn)椴捎幂^“輕”的軸承，對(duì)主軸組件的性能影響不大，卻可以使同樣內(nèi)徑的軸承外徑減小。同時(shí)，對(duì)同樣的箱體孔徑，主軸直徑可粗一些，對(duì)提高主軸剛度有利。 二、軸承精度 ? 主軸軸承的精度主要采用 P P P5(舊標(biāo)準(zhǔn) B、 C、 D) 3級(jí)，相當(dāng)于 ISO標(biāo)準(zhǔn)的 5級(jí)。 ? 此外又規(guī)定了 2種輔助精度級(jí) SP(特殊精密級(jí) )和 UP(超精密級(jí) )。它們的旋轉(zhuǎn)精度分別相當(dāng)于 P4級(jí)和 P2級(jí) (略高于 P4)，而內(nèi)、外圈的尺寸精度則分別相當(dāng)于 P5級(jí)和 P4級(jí)。 主軸激光對(duì)中儀 三、軸承的剛度 軸承的滾動(dòng)體與滾道之間有接觸變形。零間隙時(shí)軸承在外載荷作用下的變形為： ? 點(diǎn)接觸的球軸承 式中 δτ、 δa—— 徑向和軸向變形 (μm)； α—— 接觸角 (176。 )； db—— 球徑 (m)； la—— 滾子的有效長(zhǎng)，等于滾子長(zhǎng)度扣除兩端的倒角 (mm)； Qτ、 Qa—— 作用于單個(gè)滾動(dòng)體的徑向和軸向載荷 (N) ?線接觸的滾子軸承 ?????????s inc o saaaalQlQ???????????????3232s inc o sbaabdQdQ??????? Fτ、 Fa —— 作用于軸承上的徑向和軸向載荷 (N)； ? i、 Z—— 滾動(dòng)體的列數(shù)和每列的滾動(dòng)體數(shù)。 ?????????????si nc o s5ZFQiZFQaa零間隙時(shí)軸承的剛度 ? 當(dāng)為球軸承 式中 Kτ、 Ka —— 徑向和軸向剛度 (N/μm)。 ? 滾動(dòng)軸承的剛度不是定值，而是載荷的函數(shù)。它隨載荷的增加而增大。 ? 對(duì)于滾子軸承，剛度與載荷的 ，載荷對(duì)剛度的影響不太大。 ? 對(duì)于球軸承，剛度與載荷的 1/3次冪成正比，預(yù)緊力對(duì)剛度的影響是明顯的，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮預(yù)緊力。 ?當(dāng)為滾子軸承 3 52 c o s)( ?? ???? izdFddFKb??3 52 s ?? zdFddFKbaaaa ???ddFK ??? ???? c o s)( iZlFddFKa???? s ZlFddFK aaaaa ??四、滾動(dòng)軸承預(yù)緊 ? 使軸承滾動(dòng)體與滾道之間有一定的過(guò)盈量 (負(fù)間隙 )稱為預(yù)緊。 ? 保持合理的軸承間隙或進(jìn)行適 當(dāng)?shù)念A(yù)緊，對(duì)主軸組件的工作 性能和軸承壽命有重要影響。 ? 當(dāng)有過(guò)盈時(shí)，則受載的滾子數(shù) 目增多，滾子受力均勻，誤差 也可均化。因此，適當(dāng)預(yù)緊可 以提高軸承的精度和壽命。 ? 預(yù)緊使?jié)L子與滾道之間有一預(yù) 加載荷，它疊加在外載荷上， 使軸承的載荷增加，從而提高了剛度。 五、轉(zhuǎn)速 ? 軸承是以 dm*n值 (mm*r/min)作為衡量轉(zhuǎn)速性能指標(biāo)的。dm是軸承的中徑 (mm)，是內(nèi)徑與外徑的平均值， n為轉(zhuǎn)速(r/min)。 ? 普通精度級(jí)軸承的極限轉(zhuǎn)速，是指在輕負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定溫度時(shí)的轉(zhuǎn)速。 ? ? 軸承的最高轉(zhuǎn)速?zèng)Q定于它的類型、負(fù)荷和間隙的調(diào)整、允許的溫升、選用的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式，可通過(guò)試驗(yàn)決定。 六、壽命 ? 決定軸承壽命的是疲勞點(diǎn)蝕和磨損降低精度。 ? ? 對(duì)一般機(jī)床，由于主軸較粗，載荷相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，往往以磨損后精度下降作為失效的依據(jù)。 ? 決定主軸滾動(dòng)軸承壽命的是精度，失效的原因是磨損。 七、支承組件的軸承配置 ? 根據(jù)所設(shè)計(jì)主軸組件對(duì)承載能力、轉(zhuǎn)速、剛度以及精度等方面的要求確定。 ? 前端定位時(shí)，主軸受熱變形向后伸長(zhǎng)，不影響加工精度，但前支承結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，軸承間隙調(diào) 整不便，前支承 處發(fā)熱量較大。 ? 后端定位的特點(diǎn) 與前述的相反。 八、三支承主軸組件 ? 三支承主軸結(jié)構(gòu)的。其中 1個(gè)起輔助支承作用。輔助支承的特點(diǎn)是所用軸承有較大的游隙 (～ )，以免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生干涉。 ? 通常是采用向心球軸承或圓柱滾子軸承作輔助支承。輔助支承有的設(shè)置在中間，也有的設(shè)置在后端。 ? ? 采用三支承結(jié)構(gòu)時(shí)，可使主軸跨距大大縮短，從而提高主軸剛度和抗振性。 ? 三支承主軸的結(jié)構(gòu)、工藝難度很大，對(duì)主軸上 3個(gè)軸頸和箱體上 3個(gè)座孔的同軸度要求很嚴(yán)。 九、主軸的傳動(dòng) ? 1．主軸的傳動(dòng)方式 ? 2．傳動(dòng)件的布置 十、車、鏜、銑加工中心類機(jī)床主軸組件 1．中等轉(zhuǎn)速，較高剛度 圖 TND360數(shù)控車床的主軸組件 (高速型 ) 目前數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)主要采用圖 (高剛度型 )和圖 (高速型 )，且以后者為多。 這種機(jī)床電機(jī)功率為 ，主軸轉(zhuǎn)速較低，為 25r/min～1600r/min。主支承為圓錐滾子軸承，兩端定位方式。碟形彈簧 1用以控制預(yù)緊力，補(bǔ)償因主軸熱伸長(zhǎng)而使軸承預(yù)緊力發(fā)生的變化，并使主軸向后端膨脹。后支承用深溝球軸承作輔助支承。 圖 采用圓錐滾子軸承的主軸組件 1— 碟形彈簧 圖 多刀半自動(dòng)車床主軸組件 3— 調(diào)隙螺母 多刀半自動(dòng)車床主軸組件。其雙速電機(jī)功率為 ，主軸轉(zhuǎn)速不高 (90r/min～ 1000r/min)，但主軸受的軸向力比較大，故選用推力球軸承。推力軸承置于后支承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于后端定位。螺母 1調(diào)整后支承處兩個(gè)軸承的間隙 前軸承為 Gamet H系列的雙列圓錐滾子軸承，外圈靠法蘭軸向定位，并由端蓋 2壓緊。銷 3用于外圈的定位，使進(jìn)油孔向上并與進(jìn)油管對(duì)準(zhǔn)。間隙靠螺母 1調(diào)整：后軸承為 Gamet P系列單列圓錐滾子軸承，靠彈簧預(yù)緊。當(dāng)軸頸直徑不超過(guò) 180mm時(shí)，前軸承
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