交叉滾子軸承在數(shù)控立式車床設計中的運用
交叉滾子軸承在數(shù)控立式車床設計中的運用
- 2021/7/1 8:50:24
交叉滾子軸承在數(shù)控立式車床設計中的運用
在現(xiàn)有的工業(yè)生產環(huán)境中，數(shù)控立車被工業(yè)生產中廣泛的使用。但是現(xiàn)有的大部分的數(shù)控立式車床主軸結構應用依舊采用傳統(tǒng)的結構，即雙列圓柱滾子軸承和平面軸承組合。相對于傳統(tǒng)的結構應用，交叉滾子軸承更具有很多的優(yōu)勢，不僅滿足傳統(tǒng)的主軸結構應用的要求，也在優(yōu)化數(shù)控立式車床主軸結構中起到了更加良好的效果。
一、交叉滾子軸承介紹
鴻元交叉滾子軸承是兩列圓柱滾子在呈90度的V形滾道上通過尼龍隔離塊被相互垂直交叉排列，所以交叉滾子軸承可承受徑向負荷、軸向負荷及力矩負荷等多方向的負荷。內外圈的尺寸被小型化，極薄形式更是接近于極限的小型尺寸，并且具有高剛性這樣設計使得交叉滾子軸承結構比較緊湊，體積不占太多，對于設計工作臺的成本也降低了。在交叉滾子軸承里，因為軸承里的滾子是和滾道成線面接觸，這樣排列后整個交叉滾子軸承承載的負荷就較傳統(tǒng)的軸承結構大，徑向負荷、軸向負荷依舊力矩負荷交叉滾子軸承都可以承受。因為其特殊的滾子排列，所以交叉滾子軸承因為負荷沉重而變形的概率大大降低。交叉滾子的徑向外載荷增加，它的內外圈對于滾子的載荷也會不斷的增大，但是滾子與滾道接觸的面積就會縮小，也就是滾子就會變的不均。交叉滾子內外兩圈的尺寸不斷被縮小，現(xiàn)在的交叉滾子規(guī)模是超薄式的小型滾子，但是它的剛性依舊很高，所以在大量的機械使用中出現(xiàn)。
隨著軸承外載荷的增大，不僅最大受載滾子的接觸載荷增大，滾子所受載荷的不均勻性也變大。所以在設計軸承的過程中應考慮外載荷對滾子接觸載荷分布的影響。隨著軸承游隙的減小，滾子所受的載荷增大。當軸承負游隙值較大時，滾道與滾子間的接觸受力區(qū)域明顯減小，載荷分布也不均勻，軸承游隙對于軸承載荷分布影響不可忽略。
二、傳統(tǒng)軸承結構在數(shù)控立式車床中的應用 在交叉滾子軸承出現(xiàn)之前，車床主軸一般都是傳統(tǒng)的軸承結構，傳統(tǒng)的軸承結構的主要是依賴推力球軸承來支撐工作，推力球軸承能承受一定的軸向力，所以該軸承主要用于承受工件的重量；而圓柱滾子軸承主要用于徑向的定位和承受外部的徑向力。該類設計應用廣泛。并且成本也相對比較的低廉。由于推力球是一種點接觸的軸承，所以它的軸向承載力相對比較低，主要用于小型或中型機床回轉工作臺中。此外推力球的潤滑也比較困難。推力球軸承主要工作原理是主電機通過來自齒輪箱的一系列傳動，將動力傳動給轉臺下的大齒圈，大齒圈通過推力球軸承及角接觸球軸承外圈，帶動工作臺支座及與之把合的回轉工作臺旋轉，從而實現(xiàn)車床工作臺的旋轉運動。
三、交叉滾子軸承在數(shù)控立式車床上的應用
交叉滾子軸承的在數(shù)控立式車床中應用的優(yōu)勢。交叉滾子在數(shù)控立式車床主軸中的應用逐漸得到人們的認可，滾子以其特殊的排列方式占據(jù)的橫截面面積比較小，這樣在生產加工上節(jié)省了原材料，也降低了生產成本；在推動主軸轉動時節(jié)省時間、耗力少、整個數(shù)控立式車床的工作效率和工作準確度也大大提升。由于車床的主軸采用的是交叉滾子軸承，減少了車床的組建時間，數(shù)控立式車床的主軸的中心也降低了，但是其性能大大提高了。除此之外，因為滾子是交叉排列，滾子之間的有效距離增加，提高了旋轉度和穩(wěn)定性能，滾子滾動帶動軸承轉動的時候，滾子之間只是相對滾動，并沒有產生滑動現(xiàn)象，所以使得整個數(shù)控立式車床主軸的消耗大大降低，減少了耗油量，相對來說更加的環(huán)保，降低噪音，減少原料的使用。四、交叉圓錐滾子軸承的應用
交叉滾子軸承分為兩大類，一類是圓柱交叉滾子軸承，另一類是圓錐交叉滾子軸承。一般情況下，圓錐交叉滾子管道的成本比較高。圓錐交叉滾子在立式車床中的應用對于研究交叉滾子在數(shù)控立式車床中的應用很有幫助。電動機通過變速箱驅動一對傘齒輪帶動大齒圈暨工作臺圍繞主軸旋轉。主軸軸承采用的是內環(huán)孔帶有錐度的2組雙列圓柱滾子軸承，這個錐度與主軸上的錐面相結合，上升軸承內環(huán)可使直徑漲大來調整軸承的徑向間隙，工作臺通過靜壓導軌進行浮起，通過油膜檢測機構來伺服調整供油量。立式車床主要加工件現(xiàn)在正在往大型、重型結構方向發(fā)展。
安裝圓錐交叉滾子軸承后的立式車床工作臺更加簡化，取消了主軸、靜壓軸承以及一系列壓力油管等零件。一個單列圓錐交叉滾子軸承，可取代傳統(tǒng)的2個或者3個軸承的排列設計；在立車的主軸轉盤應用上，以更小的裝配空間具有更高的精度及剛性的特性；立車主軸轉盤設計更為簡單；有效降低裝配高度進而降低整體重心的高度，同時減輕轉盤主軸結構的重量；提高抗翻傾扭矩性能；圓錐滾子設計轉動平穩(wěn)，滾子只滾動無滑動，小振動、低噪聲、低發(fā)熱、潤滑及冷卻油用量少；潤滑及冷卻的油路系統(tǒng)設計更為簡單；更小的驅動功率：減少轉盤主軸的裝配時間。
交叉滾子軸承成本低、運轉速度快、消耗低，適合應用于各種大型的機械車床中使用，鴻元軸承希望通過介紹兩種不同的軸承在數(shù)控立式車床中的使用，介紹了交叉滾子軸承的主要特點，希望能夠讓更多的機床廠商在改造機床時選用交叉滾子軸承，也希望同時發(fā)現(xiàn)交叉滾子軸承的一些不足，來進一步改造交叉滾子軸承。