轴承技术的发展

加速发展抽承和直线导轨,以满足高生产率和高精度机床的需要。-进入本世纪以来,各种轴承的变化是不大的,几年前,绝大多数机床中所角的轴承技术以今天的标准看,也是比较不完善的‘用油润滑金属对金属的滑动接触表面以保持各轴定中心,用加工不精确的丝杠在各轴向移动它们,而提供给主轴的是各种各样的滑动轴承以及滚锥或滚珠轴承,因为它们已能满足当时采用的比较低的主轴转速的要求。在航空方面虽然出现了许多创新的发展,但在主流应用中,其变化还是来得较慢心总的来说,过去幼年在制造业中有了许多的变化。对机床来讲,cNC的出现以及对高精度与高生产率的综合要求,促使设计重点有了很大改变。

早期的CNc机床把原先的手动控制运动实行机械化,但仍保留了低的主轴转速和低的轴向移动速度,并承受高的特殊刀具载荷比岁现代的CNc机床的轴向移动比原有的要高一个数量级,一般主轴转速也非常高。应用有限元应力分析技术在重量比较轻的结构上可获得非常高的刚性,而在各种轴承系统中减小机械摩擦则是提高机床性能的一个重要因素。因此,在现代机床中使用的轴承技术,目前,在各种意义上,都接近于“‘切削刃‘,那样重要。在主轴轴承技术中,一更为明显的是在许多主轴上广泛使用角接触滚珠轴承。尽管如此,在较为传统的机床轴承技术中仍然有进步。由600家集团的成员公a。心tBearing。公司生产的精密锥滚子轴承(TRB)的最新系薰辫礴翔;{君朔芳)…面积最小,所以摩擦力也最小。

但是,这类轴承要经受这样的事实,当转速和载荷增加时,接触角也增加,对轴承刚度就有影响。另外,轴承的极限载荷能力也比普通的滚珠或滚柱轴承低。通过使用预加负荷以减少动态和加工载荷,这样的轴承部件的刚度可以有一定程度的提高,但预加负荷必需要与应用相配匹。当今,有些机床的主轴轴承的预加负荷是可变的,以优化整个主轴转速范围内的工作条件。现在,意大利的机床制造厂McM只是使用这类系统的许多公司之一,MCM和Timkon公司一起为他的Forerunner型高速加工中心开发了可变预加负荷的主轴轴承部件。在高速应用中,滚珠在滚道中旋转产生的离心力和切削力所引起的推力使接触角发生了变化,若使用_较轻质的滚珠可部分解决这一问题。在许多应用一场合,使用了陶瓷制成的滚珠,这种较轻质的滚动体可以提高需要预加负荷的转速阑值和(或)减少所需的预加负荷量。

家集团的成员眺,tBearings公司开发的轴承,满足了机床行业的需求陶瓷材料的优点-近年来,陶瓷轴承技术的发展已经使得角接触轴承的速度能力有了很大提高,以致由陶瓷滚珠和内、外钢环组成的呀昆合式”轴承,几乎已成为现有高速主轴系列的标准规范‘。位于Luton的SKF(英国)公司的机床专家凡ulDysie诚cz解释说:‘’虽然我们还在不断改善我公司的普通钢轴承的材料和技术,但陶瓷能为高速下工作的轴承提供众多优点。陶瓷比钢轻600/0,而机械刚性却提高了509/0;陶瓷滚珠与钢环之间的粘连倾向较低,所以磨损较少卜使用寿命较长。这种综合性能使得混合式轴承很可能成为中、高档机床市场的标准需求。”’这一观点得到了NSK一RHPUK公司的回应,最近,该公司特别为高速应用推出了混合式轴承系列。

在所公认的优点中有提高轴承刚度和在速度增加时不降底刚度的特点,因为陶瓷滚动体的较低授性改善了自转对洗动年pin一td一roll}的比值;其结果是减小了内部摩擦和发热量。