交叉滾子軸承在數(shù)控立車上的應(yīng)用
交叉滾子軸承在數(shù)控立車上的應(yīng)用
- 2020/12/14 14:24:39
中國是機床需求大國，也是社會生產(chǎn)大國，但僅是在中低端領(lǐng)域進行較為充分的滿足我國國內(nèi)工業(yè)管理需要，高端領(lǐng)域一直涉入較少。隨著中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭的升級，提高自己產(chǎn)品信息技術(shù)含量，擁有獨立自主的專利、設(shè)計才是影響企業(yè)可以長期持續(xù)發(fā)展的最佳方式選擇。因此就數(shù)控立車而言，如何能夠?qū)崿F(xiàn)公司產(chǎn)品從低端到高端、從初級加工到高精尖制造才是企業(yè)文化轉(zhuǎn)型大潮中應(yīng)該積極思考和努力的方向。
在立式設(shè)備中，回轉(zhuǎn)工作臺是反映機床整體性能、實現(xiàn)工作零件加工精度的核心結(jié)構(gòu)之一。我們要求它高速運行，承受繁重的工作，具有精確的操作精度和非常高的尖端扭矩阻力，支持工作站的軸承是這一重要任務(wù)的關(guān)鍵。此前國內(nèi)大部分工作站選擇推力軸承和徑向軸承一起使用，這種排列形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料多，特別是在大箱件的放置中，整個機床空間體積較大。軸承安裝和預(yù)緊調(diào)整也比較困難，保證難度大，工作站的整體精度也難以提高。
隨著近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高精度、高速機床產(chǎn)品受到市場的影響。它還使站立式汽車的加工精度不斷向新高度移動。十字滾子軸承在提高立式加工精度方面起著關(guān)鍵作用。
一、跳動精度
軸承跳動分為同步跳動和異步跳動，其中同步跳動對工作臺整體跳動的影響可以通過磨削工作臺表面來最大程度的降低，但異步跳動的影響在這個過程中是無法消除的，主要是由滾子外徑和圓度的公差決定的。因此，軸承的異步跳動控制越好，工作臺的最終徑向和軸向跳動越小，即運行精度越高。在選擇軸承品牌和精度等級時，建議不僅要關(guān)注軸承裝配跳動，還要深入了解影響軸承異步跳動的精度標(biāo)準(zhǔn)。
二、軸承配合
在選擇軸承類型時，建議內(nèi)圈與軸、外圈與齒圈緊配合。
三、形位公差
軸與齒圈的安裝面要求具有與精密軸承一致的平面度、垂直度、圓度及圓柱度?？刂七@些形位公差不僅可以獲得更好的裝配精度，而且可以避免軸承內(nèi)外圈過度偏心而產(chǎn)生應(yīng)力集中，延長軸承的使用壽命。關(guān)于形位公差的加工標(biāo)準(zhǔn)，建議咨詢軸承供應(yīng)商，匹配其軸承精度即可。
四、軸向預(yù)緊量
立車的切削測試中非常廣泛關(guān)注工件的端面及外圓粗糙度，而決定其優(yōu)差的關(guān)鍵因素之一問題就是一個系統(tǒng)的剛性。系統(tǒng)具有剛性管理包括研究框架體系結(jié)構(gòu)的剛性、支撐軸承的剛性等，其中軸承的剛性往往主要取決于其軸向預(yù)緊量。
實際發(fā)展應(yīng)用中，軸承A列滾子工作主要可以承受傾覆力矩，而C列滾子主要風(fēng)險承受軸向載荷。當(dāng)軸承外圈承重時，A列滾子與軸承圈有脫開的趨勢，即軸向游隙增大，而C列滾子被壓緊，即軸向游隙減小。如果一個軸承軸向預(yù)緊量不足，承重后，A列滾子不僅學(xué)習(xí)失去預(yù)緊，而且與滾道之間沒有出現(xiàn)游隙，系統(tǒng)具有剛性需求因此企業(yè)迅速開始下降，那么當(dāng)切削力作用產(chǎn)生傾覆力矩時，工件的徑向變形將大大提高增加，同時能夠得到的表面粗糙度也非常差;如果采用軸向預(yù)緊量過大，由于C列滾子要同時需要承受工件重量與軸承公司內(nèi)部預(yù)緊力，其與滾道之間的接觸過程中應(yīng)力有可能存在超出許用極限，大大減少降低中國軸承設(shè)計使用網(wǎng)絡(luò)壽命。因此，充分利用考慮環(huán)境溫度與載荷的影響，合理科學(xué)設(shè)定軸承的軸向預(yù)緊量變得更加尤為明顯重要。
五、軸承安裝注意事項
本節(jié)重點介紹安裝過程中需要特別注意的操作細(xì)節(jié):
1. 當(dāng)軸承下的內(nèi)圈裝入軸座并返回室溫時，需要用0.025mm的止損器檢查內(nèi)環(huán)與肩部之間的間隙，以確保其安裝到位;外圈也是如此，如果不正確，則使用中等硬度鋼棒擊中端面，使其就位，以免內(nèi)圈和外圈因安裝不到位而偏心，損壞軸承。
安裝下內(nèi)圈、外圈、滾子后，調(diào)整齒圈端面與主軸端面（紅線所示平面）之間的平行度，使下內(nèi)圈與外圈平行。安裝上內(nèi)圈后，使軸承前后轉(zhuǎn)動，使?jié)L子和墊片正確定位，調(diào)整齒圈端面與上內(nèi)圈端面的平行度，保證三個軸承套圈平整，避免軸承套圈間的偏心，造成應(yīng)力集中，損壞軸承。
安裝上內(nèi)圈后，軸承必須前后旋轉(zhuǎn)，以自動對齊滾子和墊圈，然后必須鎖緊墊圈和端蓋。如果沒有滾動軸承，使?jié)L子在滾道上歪斜和鎖定，軸承運行將有嚴(yán)重的發(fā)熱，滾道燒傷，劃痕和精度損失和其他問題。
4.按照對角線順序逐個鎖緊端蓋螺栓，鎖緊扭矩可增加到最終鎖緊量的三至四倍，以防止壓入端蓋時，由于兩側(cè)受力不均或過大而造成內(nèi)圈偏心。同時，在每一輪鎖定后，可以再次檢查端蓋的水平度，以盡可能消除偏心。
六. 其他問題
如果被加工工件在切削試驗中粗糙度不好，除了軸承剛度問題外，還可能是設(shè)備中其他部件的振動，傳遞到工作臺和工件上，影響切削質(zhì)量。
如果回轉(zhuǎn)工作臺由齒輪環(huán)嚙合驅(qū)動，則在安裝過程中注意調(diào)整適當(dāng)?shù)膰Ш衔恢?，以便不偏心到環(huán)齒輪，從而導(dǎo)致軸承內(nèi)部應(yīng)力濃度過早報廢。
在數(shù)控立式車床的設(shè)計領(lǐng)域，選擇十字滾子軸承支承轉(zhuǎn)臺已成為主流。
交叉滾子軸承在立式車床上的應(yīng)用非常成功，大大提高了機床的精度，特別是高速時軸承的幾何精度。但不可否認(rèn)的是，仍然存在很多限制軸承使用的缺點，比如軸承個體尺寸差異較大，相關(guān)零件要根據(jù)軸承的實際尺寸來確定。同時，軸承的外圈和下內(nèi)圈應(yīng)過盈安裝，相關(guān)零件的尺寸公差和形位公差極高，難以形成批量生產(chǎn)。當(dāng)然，隨著加工技術(shù)的提高和裝配方式的快速發(fā)展，十字滾子軸承已經(jīng)廣泛應(yīng)用于立式汽車中。洛陽鴻元軸承科技有限公司成立于2005年12月，是一家專業(yè)研發(fā)制造精密轉(zhuǎn)盤軸承、交叉滾子軸承、機器人減速器專用軸承三大系列產(chǎn)品的企業(yè)，占據(jù)國內(nèi)80％的市場，40％的產(chǎn)品出口歐洲、韓國等國家，年增長率為30％-50％。