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FAG超精密轴承布置设计和应用实例之预紧、刚度
http://www.qdrjzc.com 2018-01-31 编辑:青岛瑞精机电设备有限公司
在实际应用中,大量不同类型的主轴轴承得到采用。FAG主轴轴承类型和布置的选择取决于应用的特性:比如车削、铣削、磨削等。然而,运转工况和经济性在最终的选型和技术要求方面同样起着决定性的作用。为了达到高精度要求(P4或更高),轴承一般必须在已经预紧或至少零游隙的条件下运转。在最高速度下出现的温升要尽可能低(转速指数,在脂润滑下最高可达n~dm = 2~106 mm/min.,油润滑下可达3,1~106 mm/min.)。以上要求可以通过采用超精密轴承和相应精密的配合部件来实现。以下信息在应用中可以帮助选择最合适的轴承和轴承布置,包括以下几个方面:• 预紧• 刚度• 接触角• 滚动体尺寸和材料• 轴承间距• 密封• 轴承设计的步骤• 轴承布置比较• 轴承样品。
预紧:刚性预紧轴承对轴与轴承座间的温差变化很敏感,尤其当轴承间距较小时。如果浮动轴承在轴向上浮动失效,轴承组内的预紧力会极大地增加,甚至会完全消除轴承内部游隙;还会产生径向应力,尤其是对于接触角为15°的主轴轴承。这些现象会发生在圆柱滚子轴承和滑动配合的主轴轴承组内。相比较,如果采用弹性预载,选择接触角为25°的主轴轴承且较大轴承间距的轴承组对温差变化没有那么敏感。通常,陶瓷球轴承的运转温度更低,在刚性预载系统中温升ΔT比钢球轴承小。速度减小系数 (见表2)用于采用刚性预载轴承。在弹性预载中(通过弹簧或液压),由于热敏感性变小,轴承转速可达到轴承参数表中的数值。预紧力至少要达到中等预载轴承(带后缀M)的预紧力数值(见轴承参数表)。
刚度:轴承系统的刚度受轴的直径、轴承数量、轴承尺寸、预紧力和接触角的大小的影响。尽管15°接触角轴承的径向刚度比25°接触角轴承高10%,但它的轴向刚度要低45%。如果考虑整个主轴轴承和悬臂的系统,由于25°接触角轴承布置的支撑跨距比15°接触角轴承的大,所以前者径向刚度好于后者。由于安装的影响,刚性预载轴承安装后的刚性比样本中的数据高。在运转中,由于高速离心力与轴和内圈的热膨胀导致轴承套圈膨胀从而使刚性增大。
预紧:刚性预紧轴承对轴与轴承座间的温差变化很敏感,尤其当轴承间距较小时。如果浮动轴承在轴向上浮动失效,轴承组内的预紧力会极大地增加,甚至会完全消除轴承内部游隙;还会产生径向应力,尤其是对于接触角为15°的主轴轴承。这些现象会发生在圆柱滚子轴承和滑动配合的主轴轴承组内。相比较,如果采用弹性预载,选择接触角为25°的主轴轴承且较大轴承间距的轴承组对温差变化没有那么敏感。通常,陶瓷球轴承的运转温度更低,在刚性预载系统中温升ΔT比钢球轴承小。速度减小系数 (见表2)用于采用刚性预载轴承。在弹性预载中(通过弹簧或液压),由于热敏感性变小,轴承转速可达到轴承参数表中的数值。预紧力至少要达到中等预载轴承(带后缀M)的预紧力数值(见轴承参数表)。
刚度:轴承系统的刚度受轴的直径、轴承数量、轴承尺寸、预紧力和接触角的大小的影响。尽管15°接触角轴承的径向刚度比25°接触角轴承高10%,但它的轴向刚度要低45%。如果考虑整个主轴轴承和悬臂的系统,由于25°接触角轴承布置的支撑跨距比15°接触角轴承的大,所以前者径向刚度好于后者。由于安装的影响,刚性预载轴承安装后的刚性比样本中的数据高。在运转中,由于高速离心力与轴和内圈的热膨胀导致轴承套圈膨胀从而使刚性增大。
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