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高速精密角接触球轴承在电主轴中的应用

角接触球轴承在电主轴中常以高速、 超高速运转,因而离心力对轴承的运转状态影响非常大,静止状态时,钢球与内外圈接触点分别为A,B.高速运转时,离心力有使钢球外移的倾向 , 即A。移到A1 B0移 到 B1,此时,内圈接触角将增大,外圈接触角减小,其结果是钢球质心偏离旋转轴线,产生陀螺力矩 。钢球将在滚动的同时有一 定 程度的打滑,滑动产生的摩擦热不但使轴承的温升加剧 , 而 且严重时导致钢球表面局部退火, 增加磨损和烧伤程度。为克服离心力的影响,角接触球轴承在主轴中总是带预载荷运转。恰当的预载荷能 够 使 内 外 圈接触角在运转时保持一致 , 不仅能延长轴承寿命,而且能提高轴承及主轴的刚性。

如果预载荷过大,轴承润滑及散热条件差,同样使用条件下轴承寿命短,容易烧伤或卡死 ,且高速性能越差,但轴承及主轴的支承刚性则大大增加 。如果预载荷过小,则主轴整体刚性与承载能力 明显下降。如果预载荷量值不足以克服主轴工作所承受的轴向力和驱动力对其的影响,主轴在工作中将产生明显振动,所加工的工件表面将出现明显振 纹。如果预载荷不足以抑制陀螺力矩 ,主轴轴承运转 过程中将由于“打滑”而急剧发热,钢球表面有明显“猫眼”状磨损痕迹 。

一般轴承样本上都给有轻、中、重三种预载荷值。但在电主轴中应用时,应根据载荷状况 、润滑油品和冷却方式来综合考虑。选择原则是预载荷尽量接近实际应用所需,并考虑外来载荷对预载荷 的影 响。

电主轴的合理支承为两组轴承组,考虑装配工艺性,前轴承组为固定端 。对单套和串联使用轴承组来说,弹簧组通过前推和后拉两种方式施加预载荷。对并联轴承,如果不是万能配对(采用等高垫).则预载荷要通过内外垫的高度差来调整在选用主轴支承时,串联式(DT)用于单一方向轴向力较大的场合, DB并联式由于可承受双向载 荷 , 用于轴向定位准确的场合,如磨削轴承套圈的沟道用主轴。 D F并联式可用于多点支承或轴承前后座孔同心不易保证情况下。

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