軸承作為機床部件的一部分,對機床運轉性能有著極大的影響,起著舉足輕重的作用。如今,市場對支撐高效市場對支撐高效生產系統的機床的需求正在向高度化、復雜化發展,軸承技術未來又主要朝哪個方向發展呢?
高速性和高剛性的并存
在機床向復合化發展的背景下,這種多品種少批量生產、變品種變批量生產以及工程總和的傾向變得更高。把在多個機械上加工多個工件總合成在一臺機床上,或把粗加工、精加工等多個工程總合成少數工程,來對提高生產性能和節省空間做貢獻。
因此,對于機床主軸,有了從低速旋轉重切削開始向高速旋轉輕切削的廣范圍加工發展的需要,作為軸承,要求高速和高剛性的并存。對于高速,軸承單個的dmn值(軸承的P.C.D.×旋轉速度),實現了角接觸球軸承為400~500萬,圓柱滾子軸承為200~300萬,適應了機床的要求。但是,重視高速的話,對于剛性就會不利。為此主軸的設計,不得不同時重視高速性和高剛性的情況很多。從這里也能看出,維持高速性,并在重切削側具有必要的剛性是今后軸承開發的一個課題。
潤滑方式上的改進
潤滑大致分為油潤滑和脂潤滑。一般重視高速加工的場合采用油潤滑,低速旋轉且重視成本、使用性以及減少環境負荷的場合采用脂潤滑。但是隨著機床的進步,希望有一種能同時滿足兩種加工場合的潤滑方式。
作為軸承廠商,對油潤滑進行改良,維持高速加工的同時又能節省能源和提高環保性能,或者改善脂潤滑的技術的開發正在進行中。也就是說,潤滑技術是對軸承性能有很大影響的要素,今后需要展開的課題還有很多。
軸承的設計
機床主軸用軸承,根據高速、高剛性、減少環境負荷等各種要求性能。
高性能軸承的性能相比較原來的高速型軸承(ACH系列),R型軸承的高速界限提高到了原來軸承的約1.3倍,溫度上升減少了20%~30%.滾動體采用陶瓷材料的R型軸承,C型軸承同樣,和原來軸承相比也有同樣的傾向,使根據使用時的旋轉速度重視剛性的R型設計和重視負荷能力的C型設計的選擇成為了可能。根據高性能軸承高速性能的提高和減少溫度上升的效果,高速旋轉主軸的采用剛性優秀的定位預緊也成為了可能。
在脂潤滑條件下,滾動體使用陶瓷的R型軸承和油氣潤滑條件下和原來軸承的升溫特性的比較試驗結果是,高性能軸承在原來軸承需要油氣潤滑的領域確認可以使用脂潤滑,有防止油的飛散導致的環境負荷下降,潤滑裝置廢棄導致的成本降低等的效果。關于R型號,封入適量潤滑脂的付密封圈型也已漸漸提升標準。
和現行高性能圓柱滾子軸承相比較,確認提高了約1.5倍的高速性能并減少了約15%的溫度上升。圓柱滾子軸承的高速化帶來的優點使主軸構造能夠簡單化。通常,主軸后側的支持構造需要能夠根據溫度變化來吸收軸的伸縮。圓柱滾子軸承雖適合這個作用,但是由于至今為止圓柱滾子軸承的高速性能不是很完全,在高速主軸后側支持上一般還是采用角接觸球軸承+副外殼的構造。但是這次開發的新高性能圓柱滾子軸承由于也可以對應高速主軸,所以能夠使軸承周圍的構造大幅簡單化。
現行的高性能圓柱滾子軸承,在高速旋轉時,會發生保持架的破損,使其高速性能有界限,但是只要改善這個缺點能使高速性能更加提高。首先,關于保持架的材料,和原來的聚酰胺樹脂相比采用了適合高速旋轉的輕量,高強度樹脂提高了強度。再者高速旋轉時成為類似頸部的構造在保持架和滾子的接觸部,使保持架兜孔內的滾子接觸形狀最合適化,實現了減少摩擦和低溫度上升。另外,套圈材料和原來產品同樣,采用容易入手的軸承鋼,通過適合高速旋轉的內部設計提高了高速性能。
可靠性的提高
為了提高機床的可靠性,必須提高軸承的可靠性。為此根據檢測到的軸承溫度或振動,來確立軸承的壽命,因此預測技術是不可缺少的。再者,若能檢測到軸承上承受的負荷的話,能根據加工狀態自我控制出最合適的預緊和潤滑,這樣的結果,使同時具有高速性能和高剛性寬度很大的加工領域的對應成為了可能。
大多的軸承生產廠商意識到了軸承技術改進的大方向,逐步像世界優秀技術靠攏。
業務咨詢:932174181 媒體合作:2279387437 24小時服務熱線:15136468001 盤古機械網 - 全面、科學的機械行業免費發布信息網站 Copyright 2017 PGJXO.COM 豫ICP備12019803號