精密主轴轴承的选用及装配方法

　　1　按主轴载荷选取用轴承的组配方式
　　1.1　按主轴载荷选择轴承的结构及区配形式
　　角接触球轴承的结构特点是可以同时随径向载荷和一个方向的轴向载荷，在合格预紧力作用下，可使轴承获得良好的精度及刚度，并达到较高的极限转速，通常角接触球轴承总是与承受反方向轴向载荷的轴承匹配安装的。因此按轴承沟道或滚动体之间接触角（分15°、25°、40°和60°等数种）大小，可以使轴承承受大小不同的径向、轴向载荷。其典型结构形式见图1。
　　机床主轴轴承的接触角一般选用15°和25°，并得到广泛应用。角接触球轴承根据主轴所承受载荷、刚度的大小可选用多联组配结构方式。图1b表示一对背对背角接触球轴承，它的特点是主轴具有抗倾斜性。图1c表示一对面对面角接触球轴承，它的特点是主轴具有良好的精度保持性。图1d表示一对串联角接触球轴承，它能承受较大轴向载荷，故接触角多为25°。图1e为两个轴承串联与第三个背对背结构，它使主轴具有刚性好、转速高，广泛应用于数控车床、加工中心等。 　　1.2　高速精密主轴轴承的选用
　　高转速精密主轴轴承dN值一般大于0.6X10⁶m•mr/min角接触球轴承应选用内圈带锁口，保持架为外径或内径引导，见图2。这种结构有利于润滑油沿锁进入轴承沟道和滚动体内部，其极限转速可比外圈锁口角接触球轴承高30%。该类轴承广泛应用于精密磨床的电主轴和砂轮轴上，磨削时轴向载荷不大，常采用接触角为15°的角接触球轴承。 　　2　角接触球轴承配对安装方法
　　根据载荷分布与大小，在选用成对或多联角接触球轴承时，轴承厂事先已选好，即可直接安装。但由于轴承价格较贵。现主机厂及主要维修设备厂不愿使用。他们购买单套角接触球轴承自行配对，在这里应按照下列方法进行配对安装。
　　2.1　用120^#以上汽油或无味清洁煤油清洗轴承，通过仪器或手感检查轴承噪声。
　　2.2　清洗后，将轴承晾干约20min，用手摇轴承轴向游隙大小，并分成两组，游隙大的为一组，游隙小的为一组，这样便于每组轴承接触角范围趋近合理，使成对角接触球轴承安装后所随的载荷、转速、噪声和温升等都处于良好状态。
　　2.3　成对串联角接触球轴承的选配操作方法（见图3）：（a）将分选好的两套轴承串联放在平垫内圈上（垫圈必须磨平两平面）；见图3a所示。（b）用手压紧1内圈，转动2外圈；如果转不动为紧，则如图3a两内圈端面之间产生间隙。如果转动为松，即如图3b两外圈端面之间产生间隙δ，则为不合格品轴承。要求图3a产生间隙δ=（+0~-0.002）mm范围为合格品轴承。 　　2.4　成对双联面对面角接触球轴承的选配操作方法（见图4）：（a）将分选好的两套轴承面对面放在平垫。内圈上（垫圈必须磨平两平面），如图4a所示。（b）用手压紧1外圈，转动1内圈；如果转不动为紧是好的，再转动外圈有松紧程度，这时见图4a两外圈端面之间产生间隙δ值，此时为成对双联背对北角接触球轴承的选配操作方法（见图5）：（a）将分选好的两套轴承背对背放在平垫内圈上（垫圈必须磨平两平面），如图5a所示。（b）用手压紧1外圈，转动1内圈，当1内圈转动时，在两内圈端面之间产生间隙δ值，要求。δ=（0- -0.002）mm范围为选配结果合格。如果1内圈不转动，这时转动2外圈，当2外圈转动则为不合格轴承，出现图5b的现象。如果2外圈转不动，1内圈转也不动，则δ=0也为选配结构合格。 　　通过以上几种方法对单套轴承反复挑选，两套轴承间隙δ=（0- -0.002）mm，是可以找到的，这就变成成对双联角接触球轴承。当双联角接触球轴承安装在主轴上后，应有预紧力进行预紧，也就是消除间隙δ值，甚至呈负值。预紧目的是增大支撑主轴刚性，减少振动和噪声，防止由于惯性力矩所引起的滚动体相对于内外圈沟道的滑动，从而降低轴承温升，延长寿命。预紧力是随着转速和载荷的不同而变化的。当主轴高速转动时，切削力较小，主轴刚性要求降低，为减少轴承发热，保持轴承良好精度，这时要求轴承预紧力较小。当主轴承低速运转时，切削力较大，轴承精度及温升不是特别严格要求，故要求预紧力较大。通常调节预紧力的办法是靠人工的方法去感觉。
　　【参考文献】
　　[1]机床滚动轴承应用手册.机械工业出版社，1993.
　　[2]姚松官.滚动轴承的设计和计算原理.洛阳工学院.