主轴轴承的寿命与普通轴承的寿命概念不同。普通轴承的寿命,一般是指使用失效,如点蚀等。而主轴轴承寿命是指旋转精度下降,不会到点蚀那一步。主轴轴承一般都是成组使用的,单个轴承的载荷并不很高,这是考虑到主轴旋转精度、轴承降低负荷的使用要求采取的设计思路。
轴承寿命在一定载荷作用下,轴承在出现点蚀前所经历的转数或小时数,称为轴承寿命。由于制造精度,材料均匀程度的差异,即使是同样材料,同样尺寸的同一批轴承,在同样的工作条件下使用,其寿命长短也不相同。若以统计寿命为1单位,最长的相对寿命为4单位,最短的为0.1-0.2单位,最长与最短寿命之比为20-40倍。
机床上用于金属切削的主轴是机床的关键部件,其运转的正常是衡量机床可靠性的重要因素。主轴组件的各项精度是用来保证被加工工件质量的重要方面, 而主轴轴承是用来支承主轴组件、保证主轴的刚度、承载力及旋转精度的重要零件。
主轴轴承装配时需要对轴承进行预紧,合适的预紧量可以获得合适的预紧力, 能提高 轴 承的寿命和精度。预紧使滚道和滚动体之间在没有外载荷的情况下对轴承先施加载荷,当有外载荷存在, 使轴承的载荷叠加,从而提高轴承的刚度。但是过度预紧是轴承滚动体和滚道的接触应力增大,摩擦力增大,使轴承温升提高寿命降低 。所以要根据载荷和转速, 综合考虑预紧力 。
主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件,主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。
第一、主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热,有效控制热源为主。
第二、主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件,还要防止润滑油的泄漏。
主轴部件的密封有接触式和非接触式密封两种。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封,要注意检查其老化和破损;对于非接触式密封,为了防止泄漏,重要的是保证回油能够尽快排掉,要保证回油孔的通畅。
首先,良好的润滑效果,可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命;为此,在操作使用中要注意到:低速时,采用油脂、油液循环润滑;高速时采用油雾、油气润滑方式。
但是,在采用油脂润滑时,主轴轴承的注脂量通常为轴承空间容积的10-15%,切忌随意填满,因为油脂过多,会加剧主轴发热。对于油雾循环润滑,在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱,看油量是否充足,如果油量不够,则应及时添加润滑油;同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。
常见主轴润滑方式有两种,油气润滑方式近似于油雾润滑方式,但油雾润滑方式是连续供给油雾,而油气润滑则是定时定量地把油雾送进轴承空隙中,这样既实现了油雾润滑,又避免了油雾太多而污染周围空气。喷注润滑方式是用较大流量的恒温油(每个轴承3~4L/min)喷注到主轴轴承,以达到润滑、冷却的目的。这里较大流量喷注的油必须靠排油泵强制排油,而不是自然回流。同时,还要采用专用的大容量高精度恒温油箱,油温变动控制在±0.5℃。
为了保证主轴有良好的润滑,减少摩擦发热,同时又能把主轴组件的热量带走,通常采用循环式润滑系统,用液压泵强力供油润滑,使用油温控制器控制油箱油液温度。
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