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交叉滚子轴承在数控立式车床主轴中的运用

来源:龙道轴承 发布时间:2019-01-27热度:
目前交叉滚子轴承在数控立式车床的应用还是占小比例,大部分的数控立式车床主轴结构应用依旧采用传统的结构,即双列圆柱滚子轴承和平面轴承组合。相对于传统的结构应用,交叉...

  目前交叉滚子轴承在数控立式车床的应用还是占小比例,大部分的数控立式车床主轴结构应用依旧采用传统的结构,即双列圆柱滚子轴承和平面轴承组合。相对于传统的结构应用,交叉滚子轴承具有很大的优势,不仅满足传统的主轴结构应用的要求,也在优化数控立式车床主轴结构中起到了很重要的作用。
  1交叉滚子轴承先容
  交叉滚子轴承的排列是顺序的,在交叉滚子轴承中存在两条管道,在两条滚道里的滚子是交叉排列的,这样设计使得交叉滚子轴承结构比较紧凑,体积不占太多,对于设计工作台的成本也降低了。
  在交叉滚子轴承里,因为轴承里的滚子是和滚道成线面接触,所以交叉滚子的排列的角度是呈90度,轴承中的滚子是交叉排列的。这样排列后整个交叉滚子轴承承载的负荷就较传统的轴承结构大,径向负荷、轴向负荷依旧力矩负荷交叉滚子轴承都可以承受。因为其特殊的滚子排列,所以交叉滚子轴承因为负荷沉重而变形的概率大大降低。交叉滚子的径向外载荷增加,它的内外圈对于滚子的载荷也会不断的增大,但是滚子与滚道接触的面积就会缩小,也就是滚子就会变的不均。交叉滚子内外两圈的尺寸不断被缩小,现在的交叉滚子规模是超薄式的小型滚子,但是它的刚性依旧很高,所以在大量的机械使用中出现,例如医院的医疗器械、Ic制造装置中都有出现。
  随着轴承外载荷的增大,不仅最大受载滚子的接触载荷增大,滚子所受载荷的不均匀性也变大。所以在设计轴承的过程中应考虑外载荷对滚子接触载荷分布的影响。随着轴承游隙的减小,滚子所受的载荷增大。当轴承负游隙值较大时,滚道与滚子间的接触受力区域明显减小,载荷分布也不均匀,轴承游隙对于轴承载荷分布影响不可忽略。
  目前很少有人对交叉滚子轴承的寿命做研究,但是对于机器来说,使用寿命是影响生产的重要因素。外球面轴承实际上是深沟球轴承的一种变型,特点是它的外圈外径表面为球面,可以配入轴承座相应的凹球面内起到调心的作用。外球面轴承主要用来承受以径向负荷为主的径向与轴向联合负荷,一般不宜单独承受轴向负荷。带座轴承清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。载荷和转速都是影响交叉滚子轴承寿命的重要因素。交叉滚子的旋转速度越大,滚子与外圈的接触面积会加大,产生的摩擦比较大,轴承的寿命就会减短。当交叉滚子轴承的载荷增加,那么轴承的寿命也会下降。根据这两点,大家可以得出如果想要提高交叉滚子轴承的寿命可以通过减慢其旋转速度、降低其负荷,除此之外,对交叉滚子轴承的日常护理也是提高交叉滚子轴承寿命的有效方法。
  2传统轴承结构在数控立式车床中的应用
  在交叉滚子轴承没有出现之前,车床主轴一般都是传统的轴承结构,传统的轴承结构的主要是依赖推力球轴承来支撑工作,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。带座轴承清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。该类设计应用广泛。并且成本也相对比较的低廉。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低,主要用于小型或中型机床回转工作台中。此外推力球的润滑也比较困难。推力球轴承主要工作原理是主电机通过来自齿轮箱的一系列传动,将动力传动给转台下的大齿圈,大齿圈通过推力球轴承及角接触球轴承外圈,带动工作台支座及与之把合的回转工作台旋转,从而实现车床工作台的旋转运动。
  3交叉滚子轴承在数控立式车床上的应用
  3.1交叉滚子轴承的在数控立式车床中应用的优势。交叉滚子在数控立式车床主轴中的应用逐渐得到人们的认可,滚子以其特殊的排列方式占据的横截面面积比较小,这样在生产加工上节省了原材料,也降低了生产成本;在推动主轴转动时节省时间、耗力少、整个数控立式车床的工作效率和工作准确度也大大提升。由于车床的主轴采用的是交叉滚子轴承,减少了车床的组建时间,数控立式车床的主轴的中心也降低了,但是其性能大大提高了。除此之外,因为滚子是交叉排列,滚子之间的有效距离增加,提高了旋转度和稳定性能,滚子滚动带动轴承转动的时候,滚子之间只是相对滚动,并没有产生滑动现象,所以使得整个数控立式车床主轴的消耗大大降低,减少了耗油量,相对来说更加的环保,降低噪音,减少原料的使用。
  数控立式车床的发展对主轴的要求越来越严格,从传统的轴承结构到交叉滚子轴承的应用,不仅是科技的发展,更是人们对于事情精益求精的表现。通过对于两种轴承的比较,更能凸显交叉滚子轴承的特点。因为传统普通的轴承比较复杂,组装起来比较费时间,交叉滚子轴承的出现改善了这一问题,交叉滚子轴承结构比较简单,简化了很多麻烦的工序,提高劳动效率。交叉滚子在数控立式车床中使用能提高轴承的精度值,普通的轴承结构是两个轴承一起工作,这样对于车床来说会产生误差,影响车床的正常工作,对于其生产会产生影响。交叉滚子轴承的便利之处在于安装、调整都方便。
  3.2圆锥交叉滚子轴承的应用。交叉滚子轴承分为两大类,一类是圆柱交叉滚子轴承,另一类是圆锥交叉滚子轴承。一般情况下,圆锥交叉滚子管道的成本比较高,其通常采用设计时圆锥滚子纯滚动。圆锥交叉滚子在立式车床中的应用对于研究交叉滚子在数控立式车床中的应用很有帮助。电动机通过变速箱驱动一对伞齿轮带动大齿圈暨工作台围绕主轴旋转。主轴轴承采用的是内环孔带有锥度的2组双列圆柱滚子轴承,这个锥度与主轴上的锥面相结合,上升轴承内环可使直径涨大来调整轴承的径向间隙,工作台通过静压导轨进行浮起,通过油膜检测机构来伺服调整供油量。立式车床主要加工件现在正在往大型、重型结构方向发展,但限制立车大型化的瓶颈问题就是主传动大型轴承的制造问题”我国现有大型轴承基本上都靠进口,成本比较高,国内就算生产出相应的规格尺寸轴承,但其旋转精度也远远达不到机床本身要求。所以工作台轴承问题一直是立车制造厂的瓶颈问题。
  安装圆锥交叉滚子轴承后的立式车床工作台更加简化,取消了主轴、静压轴承以及一系列压力油管等零件。一个单列圆锥交叉滚子轴承,可取代传统的2个或者3个轴承的排列设计;在立车的主轴转盘应用上,以更小的装配空间具有更高的精度及刚性的特性;立车主轴转盘设计更为简单;有效降低装配高度进而降低整体重心的高度,同时减轻转盘主轴结构的重量;提高抗翻倾扭矩性能;圆锥滚子设计转动平稳,滚子只滚动无滑动,小振动、低噪声、低发热、润滑及冷却油用量少;润滑及冷却的油路系统设计更为简单;更小的驱动功率:减少转盘主轴的装配时间。
  交叉滚子轴承成本低、运转速度快、消耗低,适合应用于各种大型的机械车床中使用,本文通过先容两种不同的轴承在数控立式车床中的使用,突出了交叉滚子轴承的特点,为以后改进交叉滚子轴承设计做出了参考。

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责任编辑:龙道轴承
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