机床主轴可谓是整个机床的心脏地带,而机床主轴轴承更是这颗心脏里的大动脉了,其对工件加工精度有千丝万缕影响和联系,因此机床主轴轴承是机床性能的关键部位。而现如今高速、高效的生产方式对主轴的速度、精度、负载能力和匹配噪音都提出了更高端的规定,因此机床主轴轴承的轴承厂家也为设计制造面临了一个更强更大的挑战,从正确的轴承选型分析可帮助机床主轴轴承的轴承厂家应对上述挑战。不同类型的轴承都有各自适用的应用环境,因此很难制定出一个通用符合的选型规则来。而对于精密轴承的选择搭配,更需要综合考虑以下各种因素的存在:精度、刚度、转速及载荷等。根据具体的应用要求,再来确定哪种因素更为重要,经过缜密的思考和对比之后,再进行有针对性的选型。
    一、标准系列的主轴轴承
    此系列分为P4和P4S级,内外圈及滚动体一般采用52100全淬透钢。在一定条件允许情况下,脂润滑的转速可达到650,000 DN,油润滑可达到1,000,000 DN。与高速系列相比,标准系列的滚动体直径较大、预紧力较高,适用于切削载荷大且系统动态刚性要求高的场合。
    此外,润滑脂的添加量是选型中需要还考虑的不可或缺条件。润滑脂添加过多,会严重影响轴承散热,运行温度将急剧上升,从而导致润滑脂寿命迅速下降,也相应的缩短轴承使用寿命;而相反的润滑脂添加过少,也会导致无法形成一定的润滑油膜来分离轴圈和滚动体,彼此之间的摩擦会造成较高的温升,同样影响轴承寿命。对于不同转速,推荐的加脂量也相应的不同。当转速低于500,000 DN时,加脂量应为轴承内部自由空间的25% - 40%;当转速高于500,000 DN时,加脂量应为轴承内部自由空间的15% - 20%。这时候需要特别注意的是,标准系列的保持架具有两种类型:滚动体引导的尼龙保持架和外圈引导的胶木保持架。两类轴承的内部自由空间不同,计算加脂量时应该予以区分。
    二、陶瓷球系列的主轴轴承
    此系列为P4S级,内外圈一般为52100全淬透钢,滚动体为陶瓷材料。在一定条件下,脂润滑的转速可达到750,000 DN,油润滑可达到1,500,000 DN。动态径向和轴向承载能力与标准系列相当,但刚性提高50%;陶瓷的重量比钢材轻60%,降低了滚动体离心力的作用,从而减少了打滑与自旋现象,与滚道之间的发热量也相应减少,轴承寿命延长;同时陶瓷球热膨胀系数低,高速运行温度上升时,比标准系列的钢球预紧力小,发热量小。经过比较,陶瓷球系列的转速约为标准系列的1.5倍,理论运行寿命可高达3-5倍;当高转速和高承载能力、高刚性同时需要被满足时,应该考虑选用陶瓷球系列,并将加脂量控制在轴承内部自由空间的15% - 20%。
    三、高速系列的主轴轴承
    此系列为P4S级,内外圈一般为52100全淬透钢,滚动体可选择52100全淬透钢或者陶瓷材料,并且具有开放式和双侧非接触密封式两种类型。在一定条件下,脂润滑的转速可达到850,000 DN-1,000,000 DN,油润滑可达到1,700,000 DN-2,000,000 DN。
    高速系列通常应用于高转速加工设备,因其能够满足低发热、低运行温度及高刚性的使用要求。这一系列的主要优点是:第一,滚动体直径减小且数目增多,精密设计的滚道外形,使滚动体与滚道的接触区域减小,摩擦发热减少;第二,高速运转时小尺寸滚动体所受离心力减小,打滑与自旋现象减弱,接触区域的发热量减少;第三,内外圈均有高低挡肩,为润滑剂提供了更加开放的通道,可以及时带走运行中产生的热量;第四,润滑剂对滚动体的剪切影响变小,发热量减少。当转速要求更高时,还可以选择极限转速和动态刚性更高的轴承厂家主轴产品混合陶瓷球轴承系列,进一步减少运行中的发热量,从而实现更低的运行温度。
    经过经验可以得出,轴承厂家的机床主轴轴承都是万能配对的形式,可以与其它品牌相同类型及尺寸的轴承进行成组任意互换。同时轴承厂家将每列轴承的轴向预紧量偏差控制在更小的范围内,多列轴承配组使用时,会进一步控制每列的内圈微米代码,得到更加一致的紧配量,因此安装后的接触角可以近似相等,最终实现更精准的预紧力和刚性。
    百世轴承以其卓越的产品品质、高于行业标准的精度控制以及一流的技术和服务而享誉全球。各类轴承厂家也将一如既往地开发可支持更高转速、更准确精度和更好稳定性的轴承,帮助客户获得更长的设备使用寿命、更高的运行可靠度以及加工生产效率,为了提高客户以及行业的整体效益最大化而努力。