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      主軸雙列圓柱滾子軸承的裝配和調整

      發布時間:2021-04-30 11:55:00


        圓錐孔雙列圓柱滾子軸承屬于線性接觸軸承,其承載能力和剛度高于點接觸的角接觸軸承,常用于載荷較大、要求剛度較高,而轉速相對來說不很高的中、大、重型機床主軸系統中。下面來給大家分享下有關用于主軸系統中的雙列圓柱滾子軸承的裝配調整方法。

        1、主軸滾動軸承的選配。

        主軸和軸承都存在制造誤差,這必然要影響主軸組件的旋轉精度。在主軸組件裝配時,若使二者的誤差影響相互抵消一部分,則可進一步提高其旋轉精度。由于滾動軸承內圈隨主軸旋轉,它的徑向跳動(或稱振擺)對軸承旋轉精度影響最大。因此,一般僅調整軸承內圈和主軸軸頸的相對位置。

        (1)前軸承選配:由于主軸在前支承處的徑向跳動對其端部的旋轉精度影響最大,因此首先應采用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動。實際的操作過程是,裝配前先將一批滾動軸承的內圈和主軸軸頸分別進行測量,并在各自的高點處打字標記(某些國家的軸承,高點處已有標記,近年來隨著軸承精度的提高,又將標記去掉);然后按實際的徑向跳動量分組,取其跳動量相近者進行裝配,使二者高點異向,即完成前軸承的選配。

        (2)后軸承選配:前軸承選配之后再對后軸承進行選配,還可進一步提高 主軸組件的旋轉精度。由于主軸是采用同一個基準來精磨各個軸頸的,因此前、后軸頸對主軸軸心跳動的高點,往往在同一個方向上。故而只要把后軸承與前軸承的高點,布置在同一軸向平面內且軸線同側時,往往可得較好效果。如將前后軸承外圈的徑跳高點裝于同向,且與座孔的高點異向,還可進一步改善主軸的旋轉精度。

        2、主軸滾動軸承的間隙(游隙)及其調整。

        主軸滾動軸承的間隙量(游隙量)大小對主軸組件工作性能及軸承壽命有重要影響。當軸承在較大間隙下工作時,會造成主軸位置(徑向或軸向)的偏移而直接影響加工精度。這時,軸承的承載區域也較小,載荷集中作用于受力方向的一一個或幾個滾動體,造成較大的應力集中,引起軸承發熱和磨損的加劇而降低壽命。

        此外,主軸組件的剛度和抗振性也大為削弱。當軸承調整為零間隙時,承載區域隨之增大,滾動體的受力狀況趨于均勻,主軸的旋轉精度得以提高。當軸承預緊(預加載荷)調整為負間隙時,滾動體產生彈性變形,與滾道的接觸面積加大,使承載區擴大到360°,則主軸組件的剛度和抗振性都能得到明顯提高。因此,滾動軸承保持合理間隙量,是提高主軸組件旋轉精度,剛度和抗振性的一項重要措施。

        主軸組件的靜態剛度是隨軸承間隙量的減小而增加。軸承在零隙附近的剛度變化(曲線斜率)為最大,其后剛度的增加較緩慢。但是,軸承間隙量對主軸組件動態特性的影響卻較復雜。主軸組件的阻尼值(實際阻尼值與臨界阻尼值之比為阻尼比先是隨軸承間隙的減小而增大,在零隙處的阻尼值為最大,其后隨間隙量減小過盈量增大),阻尼值反而也減小。

        這是因為軸承逐漸趨向“剛體化”,使其結構阻尼下降,而較多地呈現材料內摩擦阻尼特性。靜態剛度和阻尼特性共同影響著主軸組件總的動態響應,存在最佳間隙位置,這時主軸前端的共振幅值為最小,靜態剛度和共振頻率都較高,加工表面的圓度誤差及粗糙度也較小。當間隙量過小時,剛度的提高已不顯著,而軸承的磨損和發熱量卻大為增大,從而降低軸承壽命并惡化使用條件。由此可見,軸承最佳間隙量的選擇,不應單純考慮靜態剛度,還應同時考慮阻尼值,以便得到最小的軸端共振幅值、較高的剛度、共振頻率和加工精度。根據經驗,一般中 、大型機床主軸的軸承間隙量應按-0.005 ~- 0.015mm調整。

        3、軸承內外圈安裝端正的檢測與調整。

        雙列圓柱滾子軸承直徑與寬度之比一般在4~7之間,由于雙列圓柱滾子軸承的徑寬比較大,導致在主軸箱孔中和主軸上安裝時的導向性能較差。再者大型機床零件尺寸和質量較大,給裝配工作帶來一定的難度,容易造成安裝軸承時的力量不均勻。以上的種種原因,導致主軸軸承的內外圈安裝位置偏移,軸承滾動體與軸承的內外圈接觸不良,致使主軸剛度和回轉精度降低。檢驗主軸軸承的內外圈安裝端正的方法如下:在預緊軸承內圈的過程中,不斷的轉動主軸,同時觀察軸承滾動體的轉動情況。

        如果主軸轉動輕松,同時軸承各滾動體隨主軸轉動而轉動,則軸承的內外圈應為安裝端正;如果主軸已經有一定的預緊量,轉動時感到有阻滯,而軸承個別滾動體未隨主軸轉動而轉動,或用手搬動各別滾動體有松動的情況,則應為軸承的內圈或外圈安裝偏而造成。

        可以將磁力表座分別安裝在主軸箱體和主軸上,旋轉主軸并觀測百分表的示值變化(見圖1,圖2),調整軸承的內圈和外圈位置,使百分表的示值變化最小(一般應小于0.01 ~0.04mm, 與軸承大小有關)。此時軸承的內圈和外圈已經安裝端正,圖1檢測軸承外圈安裝是否端正圖2檢測軸承內圈安裝是否端正如果仍存在而個別滾動體未隨主軸轉動而轉1主軸,2主軸前軸承,3主軸箱,4百分表,5 磁力表座動的情況,則說明主軸箱體孔或主軸徑不圓。

      檢測軸承內圈安裝是否端正.png

      檢測軸承外圈安裝是否端正.png

        注:1主軸,2主軸前軸承。3主軸箱,4百分表,5磁力表座


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