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哪些因素會影響軸承的剛性

發布日期:2022-06-02 16:33
機床主軸的剛性分為軸承剛性和軸的剛性兩種。軸承剛性由載荷作用時的滾動體和滾道面的彈性變形確定,通常為了提高剛性,需施加預緊。

在相同的載荷條件下,滾子軸承的剛性要高于球軸承,但由于滾子軸承具有滑動面,因此不利于高速旋轉。

軸的剛性隨軸徑增大而增加,由于此時安裝的軸承尺寸也隨之較大,其dmn值(dm滾動體中心直徑mm*n轉速min-1)也變大,因此不利于高速旋轉。

因此,在全面考慮主軸剛性之后,再確定軸承剛性(軸承類型和預緊量)和軸的剛性。

軸承剛性:

軸承的剛性會影響安裝此軸承的主軸的剛性。軸承的剛性由滾動體的類型、滾動體的大小和個數、滾動體的材質、軸承的接觸角以及軸承的預緊等因素決定的。

滾動體和滾道面的接觸在使用滾子軸承時為線接觸,在使用球軸承時為點接觸。因此,在負載載荷相同時滾子軸承的軸承彈性變形量要小一些。

在軸承上使用的滾動體的大小和個數,由使用軸承的目的和性能決定。滾動體越大,軸承的剛性越高,但由于易受陀螺滑動和離心力的影響,其高速性會降低。另外,雖然滾動體的個數越多對軸承的剛性越有利,但由于發熱源增加,溫升方面會產生不利的影響。

因此,越屬于高速規格,所使用的滾動體越小。

使用陶瓷滾動體的軸承,由于氮化硅的縱向彈性系數比軸承鋼的系數大,因而軸承的剛性也更高。

對于角接觸球軸承,如果軸承的接觸角越小,則其徑向剛性越大。另外,作為推力軸承使用時,為了提高其軸向剛性,則使用接觸角大的軸承。

軸承的預緊量大,則其剛性也越大。但是,如果軸承的預緊過大,則可能導致軸承發熱、燒結、過早剝落等。為了提高軸向剛性,可以將軸承排成3列或4列以組配方式使用。

軸承的預緊分為兩類,定位預緊和定壓預緊。定位預緊固定相向軸承的位置,有助于提高剛性。定壓預緊通過彈簧變形施加載荷,旋轉中由于熱影響和載荷影響,軸承的位置即使發生變化,仍可保持穩定預緊載荷。

軸承預緊是一個很重要的項目,不僅關系著軸承的剛性,更與軸承發熱、磨損有直接的關聯。

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