1精密軸承定義

精密軸承

精密軸承
精密軸承按照ISO的分級標準分為:P0,P6,P5,P4,P2.等級依次增高,其中P0為普通精度, 其他等級都是精密級別。當然,不同分級標準,不同類型的軸承,他們的分級方法有所不同的,但意義是一至的。精密軸承使用性能上要求旋轉體具有高跳動精度、高速旋轉及要求摩擦及摩擦變化小。

2精密軸承區分

精密軸承與普通軸承應從以下幾點來進行區分:
1、尺寸要求值不一樣,精度等級高的產品其尺寸偏差(內徑、外徑、橢圓等)都比精度等級低的產品要求的值要小;
2、旋轉精度的要求值不一樣,精度等級高的產品其旋轉精度(內徑向跳動、外徑向跳動、端面對滾道的跳動等)都比精度等級低的產品要求的值要嚴;
3、表面形狀和表面質量的要求值不一樣,精度等級高的產品其表面形狀和表面質量(滾道或溝道的表面粗糙度、圓形偏差、溝形偏差等)都比精度等級低的產品要求的值要嚴;
4、精度等級特別高的產品其材料要比一般精度等級的產品的材料性能更為有利。
一般情況下,滾動軸承成品的精度等級分為以下六個等級(由低到高):0;6;6X;5;4;2。

3精密軸承要求

由於精密軸承本身的精度在1μm以內,因此要求與其相配機件(軸、軸承座、端蓋、擋圈等)有很高尺寸精度和形狀精度,特別是配合面精度要控制在與軸承相同的水平內,這一點至關緊要,而也最易被忽視。
必須還注意精密軸承的相配機件如果達不到上述要求,常使精密軸承在安裝后發生比原軸承誤差大數倍,甚至10倍以上的誤差,完全不成其為精密軸承,原因是相配機件的誤差往往不是簡單地疊加到軸承的誤差上,而是以不同的倍數放大后加上去的。

4精密軸承配合

為了保證軸承在安裝后不產生過大的變形,必須做到:
(1)軸與座孔的圓度以及擋肩的垂直度要按照軸承的相應精度來要求。
(2)既要精確計算旋轉套圈配合的過盈量,也要精確計算固定套圈的合適配合量。
旋轉套圈灼過盈量在可能範圍內也宜取得較小。只要切實保證工作溫度下的熱膨脹影響,以及最高轉速下的離心力影響,才不致造成緊配合表面的蠕動或滑動。固定套圈根據工作載荷大小和軸承尺寸,選取極小的間隙配合或過盈配合,過松或過緊都不利於保持原來精確的形狀。
(3)軸承如在高速條件下運轉,而且工作溫度較高,應特別注意旋轉套圈的配合不可過松,以防止出現偏心振動,以及固定套圈的配合不可出現間隙,以防止套圈在負荷下變形並激發振動。
(4)對固定圈採取小過盈配合的條件是相配表面雙方都有很高形狀精度和較小的粗糙度,否則造成安裝困難而拆卸更難,此外,還需要考慮主軸熱伸長的影響。
(5)使用成對雙聯角接觸球軸承的主軸,多半載荷較輕,其配合過盈量如偏大,則其內部的軸向預緊量將顯著偏大,造成不利影響。使用雙列短圓柱滾子軸承的主軸以及圓錐滾子軸承的主軸,其載荷相對較大,所以其配合過盈也相對較大。

5提高配合方法

為了提高軸承安裝時的實際配合精度,必須利用不使軸承變形的測量方法和測量工具,對軸承的內孔和外圓的配合表面尺寸進行實際的精密測量,可將有關內徑和外徑的測量項目全部予以測出,並且對測得數據作出全面分析,以此為據,精密配作軸與座孔的軸承安裝部位的尺寸。在實際測量所配作的軸與座孔的相應尺寸和幾何形狀時,應在與測量軸承時相同的溫度條件下進行。
為保證有較高的實際配合效果,軸和座孔與軸承相配的表面,其粗糙度應儘可能地小。
在作上述測量時,應該在軸承的外圓和內孔上,以及軸和座孔的對應表面上,在靠近裝配倒角的兩側,分別作出能示明最大偏差方向的兩組標記,以便在實際裝配時,使相配兩方的最大偏差對準同一方位,這樣在裝配后,雙方的偏差得以部分抵消。
作出兩組定向標誌的目的,在於對偏差的補償可以綜合考慮,即使兩端支承各自的旋轉精度有所提高,又使兩支承間的座孔和兩端軸頸的同軸度誤差得到部分消除。對配合表面實行表面強化措施,如噴砂處理,用直徑略大的精密塞柱插塞一次內孔等,都有利於提高配合精度。

6精度提高方法

軸承在主機中安裝完畢后,如測量主軸的徑向跳動,可發現其每一轉的測值都有一定的變化;連續進行測量時,可發現經過一定轉數后,此變化會近似地重複出現。衡量這種變化程度的指標為循環旋轉精度,變化近似地重複出現所需的轉數代表循環旋轉精度的「准周期」,在准周期內的量值變化幅值大,即為循環旋轉精度差。
如對主軸加以適當的預負荷,將轉速逐步升高至接近工作轉速,以實行軸承的「磨合」作用,可以提高主軸的循環旋轉精度。

7安裝精度校驗法

將角接觸球軸承裝入主軸后,安裝精度的校驗順序如下(以軸徑為60 100mm的普通車床為例):
(1)測量軸和軸承座孔的尺寸,以確定軸承的配合精度,配合要求如下:
內圈與軸採取過盈配合,過盈量0~+4μm(在輕負荷、高精度時為0);外圈與軸承座孔採取間隙配合,間隙量0~+6μm(但在自由端的軸承使用角接觸球軸承時,還可增大間隙);軸與座孔表面圓度誤差在2μm以下,軸承所用隔圈的端面平行度在2μm以下,軸肩內端面對外端面的跳動在2μm以下;軸承座孔擋肩對軸線的跳動在4μm以下;主軸前蓋內端面對軸線的跳動在4μm以下。
(2)固定端前軸承在軸上的安裝
將軸承用潔凈的清洗煤油進行徹底清洗,對於脂潤滑,先將含有3%~5%潤滑脂的有機溶劑注入軸承作脫脂清洗后,再用油槍將定量的潤滑脂填入軸承內(占軸承空間容積的10%~15%);加熱軸承使升溫20~30℃,用油壓機將軸承裝入軸端;將緊定套壓在軸上並以合適的壓力抵住軸承端面使其軸向定位;將彈簧秤的帶子卷在軸承外圈上,用測量啟動力矩的方法校驗所規定的預負荷是否有大幅度的變動(即使軸承很正確,但由於配合或保持架的變形,預負荷也有變化的可能)。
(3)將軸承軸組合體裝入座孔
加熱座孔使升溫20~30℃,用連續輕緩的壓力將軸承?軸組合體裝入座孔;調整前蓋,使前蓋的緊固量為0.02~0.05μm,以軸承座外端面為基準,將千分表的表頭抵觸在軸頸表面上,將軸旋轉測量其跳動,要求誤差在10μm以下;將千分表定位在軸上,表頭抵觸後座孔內表面,將軸旋轉以測量軸承座前後座孔的同軸度。
(4)將自由端軸承選擇性地放在可能抵消偏差的位置,安裝到軸承座后支承位置,儘可能地抵消相互間的圓度偏差和同軸度偏差。

8精密軸承配置問題

對於一些高精密度的進口軸承而言,其配置要求也是很高的,今天我們就來介紹關於精密軸承的配置問題。
精密軸承的傳統應用領域是機床主軸,根據工序的不同,機床主軸有不同的要求。一般而言,車床主軸用於在較低的速度和較大的切削負荷下切削金屬。這種類型的主軸通常都通過皮帶輪或齒輪傳遞驅動轉矩。這意味著主軸驅動端的負荷也相當大。
此類應用對速度的要求不太高,更重要的參數是剛度和負荷承載能力。一種很常見的方法是在主軸的工作端安裝一個列圓柱滾子軸承和一個雙列角接觸推力球軸承,而同時在主軸的驅動端使用一個雙列圓柱滾子軸承。這種配置可以確保很長的工作壽命和極佳的剛性,從而生產出優質工件。而且,從運動學的角度而言軸承可以穩定地工作,因為兩種類型的軸承(徑向和軸向)分別承載了施加到主軸上的負荷(事實上,為了防止角接觸推力球承承載徑向負荷,外國外徑有特殊的公差可以確保其決不會接觸軸承座)。
在設計這些類型的主軸時(這通常適用於負荷較重時),一條有關軸承位於軸上何處的經驗法則是前後支撐的中心之間的距離為軸承內徑的3—3.5倍。
在需要較高速度時(即高速加工中心或內圓磨削),需要找出不同的軸承解決方案。很明顯,在這些情況下需要在剛度和承載能力方面作出一點犧牲。高速應用通常採用由直聯電機和/或聯軸器的直接驅動主軸(即所謂的機動主軸)。
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