机床轴承

机床轴承（精选五篇）

机床轴承 篇1

关键词：机床,轴承,选型,分析

主轴作为机床的关键部件, 性能会直接影响到机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪声等参数, 进而影响工件的加工质量。为了保持优秀的机床加工能力, 必须配用高性能的轴承。

1 主轴轴承的选型

用于机床主轴上的轴承精度应为ISO P5或以上 (P5或P4是ISO的精度等级, 通常从低到高为P0、P6、P5、P4、P2) , 而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承, 则需选用ISO P4或以上的精度。主轴轴承包括角接触球轴承、圆锥滚子轴承, 以及圆柱滚子轴承等类型。

1.1 精密角接触球轴承

精密角接触球轴承的使用广泛, 角接触球轴承的滚动体是球, 因为它是一种点接触 (区别于滚子轴承的线接触) , 所以能提供更高的转速、更小的发热量和更高的旋转精度。在一些超高速的主轴应用场合, 还会采用陶瓷球 (一般为Si3N4或者是Al2O3) 的混合型轴承。与传统的全淬透钢球相比, 陶瓷球材料自身的特点赋予了陶瓷球轴承具有高刚度、高转速、耐高温、寿命长的特点, 从而满足高端客户对机床轴承产品的需求。

就角接触球轴承的接触角而言, 目前比较流行的是15和25的接触角;通常15的接触角具有比较高的转速性能, 而25的接触角具有较高的轴向承载能力。由于预载的选择对于精密角接触球轴承应用的影响非常大, 如在高承载、高刚性的场合, 一般会选用中型或重型的轴承预载;而针对一些高转速、高精度的应用场合, 在轴承的早期选型中, 需要注意选择合适的预载。预载一般分成轻型、中型、重型三种, 一般轻预载比较常见。为了方便客户的使用, 目前世界上的几大轴承制造商都普遍提供预先研磨轴承端面而加预载的轴承, 也就是人们通常所说的万能配对精密角接触球轴承形式。该类轴承免去了客户的预载调节, 从而节省了安装时间。

1.2 精密圆柱滚子轴承

在机床主轴的应用中, 双列精密圆柱滚子轴承也会被使用到, 通常与精密角接触球轴承或推力轴承组合应用。此类轴承能承受较大的径向载荷并允许有较高的转速。轴承中的两列滚子以交叉方式排列, 旋转时波动频率比单列轴承大幅提高, 振幅降低60%~70%。此类轴承通常有两种形式:NN30、NN30K两个系列轴承内圈带挡边, 外圈可分离;NNU49、NNU49K两个系列轴承外圈带挡边, 内圈可分离, 其中NN30K和NNU49K系列内圈为锥孔 (锥度1:12) , 与主轴的锥形轴颈配合, 轴向移动内圈, 可使内圈胀大, 这样轴承游隙可以被减小甚至预紧轴承 (负游隙状态) 。圆柱孔轴承通常采用热装, 利用过盈配合减小轴承游隙, 或者预紧轴承。对内圈可分离的NNU49系列轴承, 一般在内圈装上主轴后再对滚道精加工, 以提高主轴旋转精度。

1.3 精密圆锥滚子轴承

在一些重载且对速度有一定要求的机床应用场合中, 如锻件的荒磨、石油管道的车丝机、重型车床和铣床等, 选择精密圆锥滚子轴承是一种比较理想的方案。由于圆锥滚子轴承的滚子是线接触的设计, 因此它能为主轴提供很高的刚性和承载;另外, 圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承设计, 它能很好地降低轴承运转扭矩和发热, 从而确保主轴的转速和精度。由于圆锥滚子轴承能够在安装过程中调节轴向预载 (游隙) , 这能让客户在轴承的整个使用周期中更好地优化轴承游隙调节。

2 转台轴承的选型

数控机床中常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。数控机床在加工某些零件的时候, 除了需要X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动外, 有时候还需要有绕X、Y、Z三个坐标轴的圆周运动, 分别称为A、B、C轴。数控回转工作台可用来实现圆周进给运动, 除此之外, 还可以完成分度运动。而分度工作台的功用只是将工件转位换面, 和自动换刀装置配合使用, 实现工件一次安装能完成几个面的多种工序, 因此, 大大提高了工作效率。数控转台的外形和分度工作台没有多大差别, 但在结构上则具有一系列的特点。由于数控转台能实现进给运动, 所以它在结构上和数控机床的进给驱动机构有许多共同之处。不同点是驱动机构实现的是直线进给运动, 而数控转台实现的是圆周进给运动。

回转工作台广泛地使用于各种数控铣床、镗床、各种立车以及立铣等机床。除了要求回转工作台能很好地承受工件重量外, 还需要保证其在承载下的回转精度。转台轴承, 作为转台的核心部件, 在转台运行过程中, 不仅要具有很高的承载能力, 还需具备高回转精度、高抗倾覆能力、以及较高的转速能力等。

2.1 推力球轴承+圆柱滚子轴承

推力球轴承能承受一定的轴向力, 所以该轴承主要用于承受工件的重量;而圆柱滚子轴承主要用于径向的定位和承受外部的径向力 (例如切削力、铣削力等) 。该类设计应用广泛, 并且成本也相对比较低廉。由于推力球是一种点接触的轴承, 所以它的轴向承载力相对比较有限, 主要用于小型或中型的机床回转工作台。此外推力球的润滑也比较困难。

2.2 静压轴承+精密圆柱滚子轴承

静压轴承是一种靠外部供给压力油, 在轴承内建立静压承载油膜以实现润滑的滑动轴承。静压轴承从起动到停止始终在润滑下工作, 所以没有磨损, 使用寿命长, 起动功率小;此外, 这种轴承还具有旋转精度高, 油膜刚度大, 能抑制油膜振荡等优点。精密圆柱滚子轴承具有很好的径向承载力, 并且由于采用了精密级的轴承, 回转工作台的回转精度也能得到保证。使用该类设计的回转工作台能承受很高的轴向力, 有些工件的重量超过200t以上, 转台直径超过10m。但是该类设计也有一些不足之处, 由于静压轴承必须附带一套专用的供油系统来供给压力油, 维护比较复杂, 而且成本也比较高。

2.3 交叉滚子轴承

交叉滚子轴承在转台上的应用比较普遍。交叉滚子轴承的特征是轴承中有两个滚道, 两排交叉排列的滚子。与传统的推力轴承+径向定心轴承组合相比, 交叉滚子轴承结构紧凑、体积小巧, 并简化了工作台设计, 从而降低了转台的成本。由于使用了优化的预紧力, 该类轴承具有很高的刚度, 因而转台的刚度和精度也都得到了保证。得益于两排交叉滚子的设计, 轴承的有效跨距能被显著提高, 所以该类轴承具有很高的抗倾覆力矩。在交叉滚子轴承中, 又分成两种类型:第一种是圆柱交叉滚子轴承, 第二种是圆锥交叉滚子轴承。通常, 圆柱交叉滚子轴承价格比圆锥交叉滚子轴承低, 适用于转速相对较低的转台应用中;而圆锥交叉滚子轴承采用了圆锥滚子的纯滚动设计, 具有运转精度高, 转速能力强, 减少了轴长度和加工成本等优势。交叉滚子轴承适用于各种类型的立式或卧式镗床, 以及立磨、立车和大型齿轮铣床等应用。

综上所述, 为了能选择合适尺寸和类型的轴承, 需要综合考虑各种工况条件, 例如运行速度、润滑、安装类型、主轴刚度、精度等要求。就轴承本身而言, 只有充分地了解它的设计特点以及由此带来的优点和缺点, 才能充分发挥轴承的性能。轴承作为机床主轴和转台的核心部件, 对机床的运行表现起到了举足轻重的作用。

参考文献

[1]数控机床维修技术.机械工业出版社.2004.

机床轴承 篇2

关键词：预紧；径向游隙；选择

1、轴承的整理与预装 滚动轴承的装配是钳工装配和修理工作中经常性的一项操作，而滚动轴承游隙的调整和预紧是滚动轴承装配工作的一个重要环节。准确把握游隙调整和预紧的工艺概念。并且在装配工作中正确地运用这种工艺方法，是轴承装配工作质量的保证。滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下，另一个套圈沿径向或轴向的最大活动量，故游隙又分为径向游隙和轴向游隙两种。

1.1轴承的结构

滚动轴承接滚动体形状，大致可分为球轴承、滚子轴承和滚针轴承等。一般的滚动轴承由内圈1、外国2、滚动体3和保持架4(为减少滚体间的摩擦，起隔开分离作用)4部分组成。内圈的外面和外国的里面都有供滚动体滚动的滚道，内圈和轴颈配合，外国和轴承座或机座配合。通常，内圈随轴颈旋转而外国不转，也可以是外国旋转而内圈不转。

1.2轴承的整理

1、11.图螺母2.深沟球轴承3、14.擋套4.预紧套5、7.推力球轴承6.调整块8.角接触轴承9调整垫10.隔垫12.端盖13、16.螺钉15、20.套17.螺母座18.滚珠丝杠19.丝杠保护圈

把预紧套4、2个轴承套(20、15)、假轴承、2个挡套(14、3)、内隔套10、螺母基座17、丝杠的保护圈19、调整模块6、端盖12、调整垫9、螺母(11、1)进行清洗，具体结构如上图所示。

1.3丝杠预装

①先把滚珠丝杠缓慢装入到横进的体壳，随后再分别把2个轴承套装入到横进的体壳前、后两端，其作用就是为了紧固2套和6个螺钉M6。②把内隔套10、加润滑脂的推力球的轴承7、清洗干净的挡套14、凋整垫9装入到丝杠的最后端，然后再紧固螺母11，这里需要注意的是一定要把端盖进行紧固。③把螺母基座装在丝杠18上面，紧固6个螺钉M8-6H。④把加润滑脂的推力球的轴承5、挡套3、内隔套、预紧套4、假轴承、装入到丝杠最前端，之后再紧固螺母1，最后把轴承的端盖进行紧固。

2，丝杠与轴承的预紧分析

滚动轴承在旋转体内旋转时，滚动体与滚道产生摩擦，形成能承受一定载荷的旋转运动，因其具有摩擦小、效率高、轴向尺寸小、安装及维修方便且价格低廉等优点，因此在各种机械制造行业中广泛使用。机械产品日趋高速化、多样化，对作为重要机械旋转零件的滚动轴承诸多性能的要求日趋提高，以适应运转稳定可靠、寿命长、高速及在特殊环境下应用的要求。为进一步提高滚动轴承在机械上的应用水平，人们对运转中轴承因负荷不同、滚动体与滚道之间产生滑动而造成擦伤的原因越来越重视。

2.1对角接触轴承8预紧

①首先把端盖先拆下来，利用深浅尺的测量套15端面到角接触球的轴承外环的距离。②然后测量端盖内部最左端孔端面到左肩面的距离为L1。③配磨调整垫9，一般情况下，调整垫的厚度为L2-L1+0.02～0.03(mm)，角接触球轴承要求大口朝内；在磨完了调整垫只后就将其装入到丝杠，之后再紧固螺母11，全部完成以后再进行端盖的紧固，具体方法为用手轻轻转动丝杠，要感觉到轻便而又灵活，如果感觉太过于费劲，那么就需要再次磨调整垫；把百分表安置在丝杠的最前端，用手慢慢推丝杠，不出现间隙为标准。

2.2对滚珠丝杠18预紧

①把螺母1、轴承端盖、假轴承、挡套3、内隔套拆下来，利用滚珠丝杠轴台和深浅尺的测量预紧套4的厚度差为6，其具体的要求为0.05mm

当配磨的螺母基座调整模块6、滑鞍以及螺母基座装配完成后，需要进行第2次的清洗：①把体壳最前端的螺母l、轴承端盖、假轴承、挡套3、内隔套、预紧套4拆下来清洗。②把体壳最后端的螺母11、调整垫9、端盖、内隔套拆下进行清洗。③把内隔套、预紧垫4、调整垫9在1级的平板上进行研磨，具体的要求为两端的平行度保持在0.叭mm。④把每一个配件进行去毛刺、内孔倒角都要清洗干净。

3、承预紧方式及选择

3.1预紧力大小的选择

滚动轴承通常都是利用定位的预紧方式，定位预紧大都是用于一些负荷变化不是很大、转速也不算太高、精度要求一般、温度的变化相对比较平稳的场合。因为受到轴承形状的实际限制，所以最常见的都是通过定位预紧进行径向预紧的方法，如圆锥滚子轴承、滚子轴承、滚针轴承等。轻负荷的滚动轴承，转速都比较高、旋转的精度也要求很高、对中心的偏移要求相对比较小、振动的实际要求也比较小、噪音要求也很低、温度变化比较平稳，这样就可以选用定压的预紧方式。在一些较重的负荷中，如果负荷的变化范围相对比较大，最好的方式就是选择调压的预紧方式。

3.2滚动轴承预紧方式

定位预紧：向一个轴承的内圈或外国施加轴向力后，将内、外国保持相对固定，称为定位预紧。定压预紧：利用弹簧或其它弹性元件使轴承受到一定的轴向负荷并产生预变形的方法称为定压预紧。调压预紧：用液压力推动轴承某些部位，改变油的压力可调整预紧力大小，和现代控制技术相结合，可以达到随轴承负荷不同，自动控制预紧力的大小。

4、结语

机床滑动轴承的常见故障及维修 篇3

关键词：机床,维修,滑动轴承,故障

1 引言

滑动轴承是指在滑动摩擦下进行工作的轴承。滑动轴承工作平稳可靠并且没有噪音, 一般应用于低速重载的工况条件下。滑动轴承用于支撑轴的部分称为轴颈, 与轴颈配合工作的零件称为轴瓦, 在轴瓦表面浇铸了一层减摩材料称为轴承衬, 轴瓦和轴承衬的材料都称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有巴氏合金、粉末冶金、铜基和铝基合金以及耐磨铸铁等。在充分润滑条件下, 滑动轴承与轴接触表面被润滑油附着, 形成的油膜层隔离了滑动轴承和轴, 使其不直接接触, 从而减小轴承的磨损。

2 滑动轴承常见故障分析

滑动轴承由轴瓦与轴颈的滑动摩擦完成其工作, 同时这也易导致轴承发热、磨损甚至“咬死”等。滑动轴承发生故障的原因有很多, 常见故障和产生原因主要有以下几方面:

2.1 磨损失效

滑动轴承的磨损可以分为两种情况, 一种是正常使用情况下的磨损, 它是由于机床在启动、停车或是润滑油中有微小异物和轴表面粗糙度问题等方面相互作用而引起的轴承磨损, 其特点是在机床刚投入使用时磨损程度较大, 然后轴承的磨损逐渐减小并趋于稳定, 当滑动轴承使用一定时间后, 磨损程度加剧, 即符合浴盆曲线 (图1) ;另一种情况是异常磨损导致轴承损坏。

根据磨损机理不同, 可以将磨损分为以下几类:即磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损和流体侵蚀磨损。

当润滑油中混入较大的污垢后, 这些污垢会随着润滑油进入到轴颈与轴承的内孔之间, 在压力作用下一些污粒会嵌入轴瓦表面, 在滑动轴承运动过程中形成相对滑动的剪切力作用, 从而导致了磨粒磨损的发生。

粘着磨损是指轴与滑动轴承相对运动时, 摩擦副表面的温度升高导致油膜层被破坏, 互相接触的金属表面软化或熔化, 接触点不断进行粘着脱开的循环过程, 最终致使滑动轴承产生粘着磨损。产生粘着磨损的原因主要是机床过热、轴与轴承间的间隙过小或过大、摩擦副表面缺少润滑油或润滑油被稀释等。

当润滑油变质失效, 会因其酸值过大对滑动轴承产生腐蚀作用。因此腐蚀磨损的原因主要是润滑油中含有腐蚀性物质和润滑油由于长期使用而变质。

滑动轴承和轴的摩擦副在相对运动过程中, 由于交变接触应力的作用, 使表面材料疲劳断裂而形成点蚀或剥落的现象, 称为接触疲劳磨损。它是由于循环接触应力的作用, 在摩擦副工作表面或表层内部形成裂纹并扩展使表层材料剥落的一种磨损。通常流体腐蚀磨损较为少见。

2.2 疲劳失效

疲劳失效的原因主要有以下三个方面:一是轴承表面受到交变应力作用而产生的失效;二是软相腐蚀和渗出形成疲劳源, 从而在交变应力的作用下产生了疲劳腐蚀;三是热效应引起的疲劳失效。当滑动轴承发生疲劳失效, 会呈现大小不一的块状剥落, 有时是虫孔状和疏松点状剥落。疲劳失效有两个特点:疲劳剥落通常发生在结合线处;疲劳剥落区域形状不规则。

2.3 腐蚀失效

滑动轴承由于工作表面与环境介质产生化学腐蚀而引起的失效, 称为腐蚀失效。常见的滑动轴承的腐蚀失效可以分为三类:电解质腐蚀、有机酸腐蚀和其他腐蚀。电解质腐蚀是由于润滑油的原因而使金属表面被溶解或与金属表面发生化学反应后形成一层硬脆的氧化膜, 在交变载荷的作用下剥落而形成腐蚀。有机酸通常由于润滑油长期使用被氧化而形成, 进而对滑动轴承产生腐蚀作用。

滑动轴承腐蚀失效的特点是在表面产生硫化膜或氧化膜, 在交变载荷的作用下, 外层的薄膜脱落, 使轴承表面出现腐蚀坑, 而脱落的颗粒在轴与滑动轴承运转过程中又形成了磨粒磨损, 加速了对滑动轴承的破坏。

3 滑动轴承的维修

轴瓦式滑动轴承是高精度的轴承, 它回转精度高, 刚性好, 一般用于磨床主轴。轴瓦分为整体式结构和剖分式结构, 剖分式结构的轴瓦由均匀分布并且相互独立的收敛油楔面组成。在主轴高速旋转时, 油楔表面仍然可以维持楔形间隙。无论主轴是否承受载荷, 油楔均可形成均匀的承载油膜, 并且使旋转主轴保持在无偏心状态。滑动轴承易损坏的部分主要是与轴直接接触工作的轴瓦。

3.1 轴瓦的修理

滑动轴承的轴瓦是轴承在工作时最容易损坏的零件。通常来说, 如果轴瓦合金表面的损伤面积大于轴瓦接触面积的25%时, 应重新浇注轴承合金。轴瓦表面的损伤是指划擦、磨损、点蚀剥落和熔化等。

3.2 轴瓦的刮研

刮研通常用于修复滑动轴承在运转中的擦伤、抱轴以及颗粒磨损等常见故障。刮研前应将轴瓦内表面清洗干净, 在与轴瓦配合工作的轴颈上涂一层红铅油, 以该轴颈作为轴瓦的校准工具。把轴瓦套在轴上来回转动, 退出后可以看到在轴瓦内部分布了许多大小不均匀的小黑点。这些小黑点即表示轴瓦凸出部分, 应用刮刀轻轻将其刮去。然后按上述方法重复, 直到轴瓦表面所呈现的小黑点分布均匀为止。刮研时应先刮下轴瓦, 后刮上轴瓦。

3.3 轴颈和轴瓦之间的间隙测量方法

在滑动轴承的维修过程中, 确定轴颈与轴瓦之间的配合间隙至关重要。一般按公式 (k为系数, d为轴的直径) 来计算轴颈与轴瓦的配合间隙。轴颈和轴瓦之间的间隙测量也可以采用压铅丝法。即在测量时首先将轴承的下半轴瓦两侧平面上以及轴颈顶部放置直径1~1.5mm的保险丝, 然后将上轴瓦、轴承盖合上, 用螺栓拧紧后再将轴承盖打开, 取出被压扁的保险丝, 再用千分尺测出其厚度。

通过维修实践的经验, 发现用上述方法测出的数值不一定适用于所有机床的滑动轴承。有时由于测得的轴颈与轴瓦的间隙数值偏小, 不能补偿加工与装配时的偏差或受热时产生的膨胀, 这直接导致了轴瓦使用寿命降低, 严重时甚至会发生烧瓦事故。因此在进行滑动轴承的维修时, 应根据具体机床的实际情况来确定轴颈与轴瓦之间的间隙。

4 结论

在滑动轴承中, 由于轴瓦与轴颈直接接触工作, 而通常情况下轴颈部分比较耐磨, 因此轴瓦的失效是滑动轴承失效的主要原因。轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关, 在进行滑动轴承的维修时应该综合考虑这些因素, 采用合适的维修方法, 以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。

参考文献

[1]徐应征.轴瓦式滑动轴承主轴机构的修理[J].制造技术机床, 2000 (5) :59-60.

[2]陈思义.滑动轴承常见故障的预防与维修[J].煤矿机械, 2011 (6) :266-268.

[3]杨永金.关于滑动轴承维修的几个问题[J].农机使用与维修, 2010 (1) :84.

机床轴承 篇4

随着设备制造技术的更新换代及日益增长的人工成本,目前大多数企业为了减轻制造企业的成本负担,更多的是考虑如何提高生产批量产品的加工效率来降低企业的生产成本。许多设备生产企业更注重考虑的是设计生产效率更高的自动化连线生产设备,但该类型的设备由于换型号调整时间较长,因此只能加工批量大的产品。那如何考虑余量较大且批量较小的产品呢?虽然有很多企业针对此种情况会采用成型刀去解决这个问题,但是成型刀具对操作人员的刃磨技能要求较高,培训时间较长。另外单机数控机床虽然也适用于加工小批量产品,但需要投入一定的购买新设备的资金,这对于一些小企业显然不划算。

2改造设备的选择

假如选用C9220改造的话,因该型号机床床身较大,所涉及的回转盘也较大,拖板比较大,油缸直径也大,再加上设备本身配置的各级转速较低,因此各项动作反应较慢,加工效率较低,因此不适合用于加工小型号内套外球面。而C9208液压机床本身床身较小,转速较高,配置合理的液压系统,可以达到较好的拖板反应速度,因此适合用于改造回转机床来加工尺寸较小的关节轴承外球面工序。

3解决办法

通过前面的原因分析,我们发现可以通过提高主轴转速、使用比较轻小的机床以提高加工效率。又由于车间有闲置的C9208液压机床,这种机床有一个明显特点就是主轴转速快。所以选择C9208液压车床改装成小型号内套车外球面回转盘专机,用这种机床改造见效快、造价低。因为我们要改造的机床是用来加工50以下内圈,所以我选择最大型号GEG50ES.02为参考来计算改装的专机的最大行程及中间摆动式推进油缸的选定。

3.1机床结构原理

改装后的主要机构和之前改装的C9220A相似,但是C9208机床本身和C9220A却有很大不一样,C9208没有C9220A机床中间排屑槽,不能像C9220A设计那样把回转轴朝下,所以就没空间来安装两个轴承,并通过调整回转轴上的圆螺母来调整整个回转盘的稳定性。因此只能把回转轴设计为朝上(朝上还有一个好处就是要调整圆螺母很方便)。设计一个回转盘机构,它主要包括回转底座,下导环,上导环,回转盘转轴,让刀拖板过渡板。下导环与转轴可一起绕回转轴轴线旋转,从而形成回转动作,采用中间摆动式液压油缸推进回转盘绕套圈球心上的轴线旋转,形成圆弧轨迹,达到车外球面的目的,调整回转盘机构的位置(即调整回转盘的回转中心与套圈的球心在同一直线)和回转盘上拖板进给行程,可形成不同直径的圆弧轨迹,从而可以车削不同型号的内圈外球面。

3.2机床主要设计改装部份

(1)设计回转盘机构。为增加回转盘的灵活性又不失刚性,回转盘尺寸应选择稍小直径尺寸,又受限制于C9208机床工作台的大小,所以我选择φ280mm,回转轴设计安装小型号的轴承6309和7309E,同时为了易修复,设计回转的导轨与底座分离,即导轨设计成上、下导环,同时为了减少磨损,导环经过热处理,以及通过油孔加油润滑。另外为了调整回转盘机构的位置,我在回转底座下加两个撑高板,这样中间就有个空间,可以通过丝杆调整回转盘的回转中心位置,也可以增加回转盘的整体稳定性。

(2)拖板设计。安装在回转盘上的只有一个进刀油缸拖板,由于只有一油缸,现有的原机床旧拖板都有二个油缸,无法满足要求,需另行设计一拖板,为增加拖板刚性及减少主轴的中心高,拖板锁紧螺孔设计在拖板两侧。

(3)中间摆动式推进油缸选择。中间摆动式推进是通过油缸中间φ16的销轴旋转,以形成圆弧轨迹,中间摆动式推进油缸活塞行程选择。安装摆动式推进油缸推动回转盘的铰接点距回转中心R=284mm,以车GEG50ES.02外球面为例,回转盘约需回转45度。

基本上,油缸活塞取此长度已经够用,但为了保证稍大型号的行程需要,油缸活塞行程L取400mm。

中间摆动式推进油缸缸径选定:先计算油缸的进给力:F=10-6πD2P/4;式中P-液压系统的压力,其压力P选1.5×106Pa,式中油缸直径假设选择D=40mm。F=10-6×3.14×402×1.5×106/4=1884(N)。

又刀具受力点距回转中心r=30.5mm(以GEG50ES.02外球面为例,其球径Sφ60.5mm),而油缸推动回转盘处,距回转中心R=284mm,根据杠杆原理,油缸推动回转盘在刀具受力点产生的力约为:F刀=FR/r=1844×284/30.5=17170(N)。

这个进给力是足够的,同时又考虑快进快退速度要快(流量固定,缸径越小,速度越快),这样才能有比较高的加工效率,因此,拖板让刀油缸直径选择D=40mm。就能保证加工大余量外球面所需的进给力。

(4)液压油路的改装设计。目前大部分机床动力滑台运用了液压回路这一技术,液压回路的基本原理是利用液压元件组件完成油路结构,这些元件结构包括速度控制回路结构、压力控制回路结构、机床给进回路结构、方向控制回路、多执行元件控制回路等[1]。本机床改造在油路设计上还是和机床C9220A的液压油路一样。如图2,取消了原来后拖板的液压系统,将原控制前拖板往复运动的二位四通电磁阀改为三位四通电磁阀,从而使中间摆动式液压油缸具有中停功能,方便在换型号调整过程中的对刀,提高换型号效率。

(5)配套专用组合夹具。模块化组合式夹具是在机床夹具零部件标准化基础上发展起来的一种新型工艺装备系统。其工作原理类似于“搭积木”,由一套结构、尺寸已经标准化、系列化,具有完全互换功能的通用元件和组合件,按具体零件的加工要求在较短的时间内组装而成。使用完毕,又可拆卸成单个元件,入库存放,待再次组装新的夹具。因此,组合夹具就是一种以组装代替设计和制造,零、部件可以多次重复使用的柔性专用夹具[2]。此专用机床由于工进时是走圆弧轨迹,无法自车夹具,最好配套设计组合夹具,采用校正方法来保证夹具与主轴回转中心的同轴度。为了车削大余量的外球面时,防止套圈内径与夹具打滑,在设计组合夹具时,特意在夹具夹持部分增加横向和纵向沟槽,以增加摩擦系数,在夹紧压力不能提高情况下,增大摩擦力,防止坯料打滑。

参考文献

[1]梁羡升.浅议专业液压机床进给回路改进设计[J].华东科技,2015(2).

机床轴承 篇5

关键词：滚动轴承,滚珠丝杠,预紧方法,间隙

常见的机床由主传动部件、进给传动部件、工作装夹装置、道具装夹装置、支承件及动力源六部分组成。在机床加工传送系统中,滚动轴承和滚珠丝杠是其不可或缺的组成部件,他们之间的间隙大小会直接影响其所承受的能力及轴承旋转的精确程度,进而会影响机床的加工精度和成品质量。因此,需要准确调整其间隙是滚动轴承、滚珠丝杠的关键性技术。

1 滚动轴承及其预紧方法

滚动轴承在机床上的应用主要在主轴、滚珠丝杠和一般传动轴三个部位。主轴上的滚动轴承及其基础配套部件会直接影响机床的转动速度、回转的精确度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、升温变形等,这些因素都会使加工的产品表面出现不光滑等现象,更会导致加工的产品精度达不到标准,严重影响出品率。由此可见,如果机床想在性能发面发挥高水平,那就必须配备高性能的滚动轴承。

1.1 滚动轴承的分类

滚动轴承有很多种,如果按照结构分,可分为以下几种,下面做简要说明。

(1)深沟球轴承,这种轴承是一种应用比较广泛,结构相对简单,操作比较简单,而且产量较大,在市场上占有率相当大。它可以同时承受径向和轴向的载荷,较多应用于在机床、汽车、水泵电机等方面。

(2)调心球轴承,这种轴承主要应用在农业机械、鼓风机、木工机械以及传动轴等大型的机械设备上。它的结构比较有特点,在轴承处有两排钢球,在内圈有两条滚道,这样的结构具有自动调心功能,能在轴和壳体受到外力变形时自动调整误差,它主要承受径向载荷,同时可承受少量轴向,不建议用来承受纯轴向载荷。

(3)推力球轴承,可以分为单向推力球轴承和双向推力球轴承,单向推力球轴承只能承受一个方向的负荷,并且只能限制一个方向的轴向移动,双向推力球轴承则可承受来自两个方向的轴向负荷,可以限制两个方向的位移。这个轴承是一种分离型轴承,主要应用在汽车的转向系统中。

(4)圆锥滚子轴承,它能承受径向载荷为主、轴向载荷为辅的联合载荷。主要应用在主轴、减速器等。

滚动轴承还有很多,比如滚针轴承、调心滚子轴承、推力滚子轴承、角接触轴承等,它们具有各自的特点和各自的应用范畴,总之,滚动轴承在工业生产中的各个领域都起着不可估量的作用。但在轴承应用之前或者是轴承的使用过程中,轴承的游隙有着一定的要求和标准,这样才能保证滚动轴承在合理范围内正常工作,因此,需要对滚动轴承进行预紧处理。

1.2 滚动轴承的预紧方法

滚动轴承的预紧方法根据轴承所载荷的方向不同可以分为径向预紧法和轴向预紧法。

(1)径向预紧法,是在轴承承受了径向负荷的时候,利用螺母来调整轴向的相对位置,使其得到径向的负游隙而增加到合适的膨胀量。

(2)轴向预紧法,这种方法由可以分成定位和定压两种。定位预紧方法,可以通过调整多方面的参数来改变预紧量,最后能达到理想的状态。这些参数包括衬套或者垫片的尺寸、摩擦力矩等,也可以先设定好一个标准的预紧量然后通过双联轴承来进行,这样的方式就不要后期再进行调整了。这种轴向定位预紧调好后,在工作过程中,位置基本不会再改变。定压预紧方法则是采用了螺旋弹簧或者蝶形弹簧来调整间隙的,由于弹簧本身会随着预紧的程度而发生一些改变,所以预紧程度也会有变化。

2 滚珠丝杠及其特点

由螺杆、螺母和滚珠组成的滚珠丝杠,是用来转化运动形式的,它把旋转的运动转化成为直线的运动,它是最常见的传动组件,经常使用在各种具机和精密机械上。滚珠丝杠的特点。

(1)在滚珠丝杠副中,滚珠在丝杠轴与丝杠螺母之间做运动效率较高的滚动运动,所以在同样的运动结果下,节省了原来没使用时的三分之二的动力,所以在节约动力方面占有绝对优势。

(2)滚珠丝杠副是精度极高的组件,具有世界最高的水平,它将生产中的各个工序都涉猎到,并且对环境、温度都有严格的控制水平。

(3)滚珠丝杠副的滚动运动,是利用滚珠进行启动,所以不会导致爬行,能进行进给的较为精确的操作。

滚珠丝杠副除了以上特点,更具有高精密度、高效率、高灵敏度等优点,它需要与质量好、精度高的轴承相互配合使用,能达到更好的组合效果,加工出更精确的产品。

3 在日常工作中,如何进行滚动轴承及滚珠丝杠预紧工作及维护工作

(1)根据实际需要来进行预紧工作的安排。对滚动轴承之间的游隙和滚珠丝杠的间隙进行调整,的确可以提高轴承的旋转精度,负荷能力,也可以延长轴承的使用寿命,还可以有效地进行振动和噪声的控制,但这种调整并不是盲目的,而是需要根据装配技术和装配工艺来进行选择的。预紧有好的一面,但同时也会增加摩擦力,产生大量的热量。故在进行预紧之前要进行润滑和冷却。再有,要根据装配的技术要求来确定是否要进行游隙的调整,在对于一些对速度、承载能力、精度要求高的轴承中,预紧调游隙是必要的过程。

(2)游隙调整和预紧的最佳的状态是在热平衡条件下达到的,所以这就需要在常温下进行一次游隙调整,使间隙达到常温下的正常标准,然后再进一步地回松后进行试验,这样做的目的是为了防止温度升高后,由于间隙小而导致轴承运转失灵。

(3)调整好后的轴承游隙会使摩擦力增加,这样必然导致轴承在运转时由于摩擦力的作用使温度升高,从而使游隙有所变化,要改变这样的情况,就需要用润滑油来进行润滑和降低温度,这样才能使整个的传动系统保持一个良好的热平衡状态。添加润滑油,不但使轴承的润滑程度增加,减少了摩擦力,更能提高轴承的使用寿命

4 结语

综上所述,机床滚动轴承和滚珠丝杠的预紧在生产加工过程中,起着至关重要的作用。所以在追求高效、高旋转精度,高承载能力,长使用寿命,低噪音的同时,要注重滚动轴承和滚珠丝杠的实际可操作性,只有在实际情况允许的情况下,才能进行预紧处理,最终才能达到事半功倍的效果。

参考文献

[1]孙霄.论滚动轴承游隙的调整和预紧[J].职业,2010(2).

[2]杨学斌.论滚动轴承游隙的调整和预紧[J].发展.2010(3).

[3]上海市劳动局技工培训处编.高级机工简明读本[M].上海科学技术出版社,1992.