主軸雙列圓柱滾子軸承的裝配和調(diào)整
錐孔雙列圓柱滾子軸承屬于線性接觸軸承,其承載能力和剛度高于點(diǎn)接觸的角接觸軸承,常用于載荷較大、要求剛度較高,而轉(zhuǎn)速相對來說不很高的中、大、重型機(jī)床主軸系統(tǒng)中。下面來給大家分享下有關(guān)用于主軸系統(tǒng)中的雙列圓柱滾子軸承的裝配調(diào)整方法。
1、主軸滾動軸承的選配。
主軸和軸承都存在制造誤差,這必然要影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。在主軸組件裝配時,若使二者的誤差影響相互抵消一部分,則可進(jìn)一步提高其旋轉(zhuǎn)精度。由于滾動軸承內(nèi)圈隨主軸旋轉(zhuǎn),它的徑向跳動(或稱振擺)對軸承旋轉(zhuǎn)精度影響最大。因此,一般僅調(diào)整軸承內(nèi)圈和主軸軸頸的相對位置。
(1)前軸承選配:由于主軸在前支承處的徑向跳動對其端部的旋轉(zhuǎn)精度影響最大,因此首先應(yīng)采用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動。實(shí)際的操作過程是,裝配前先將一批滾動軸承的內(nèi)圈和主軸軸頸分別進(jìn)行測量,并在各自的高點(diǎn)處打字標(biāo)記(某些國家的軸承,高點(diǎn)處已有標(biāo)記,近年來隨著軸承精度的提高,又將標(biāo)記去掉);然后按實(shí)際的徑向跳動量分組,取其跳動量相近者進(jìn)行裝配,使二者高點(diǎn)異向,即完成前軸承的選配。
(2)后軸承選配:前軸承選配之后再對后軸承進(jìn)行選配,還可進(jìn)一步提高 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。由于主軸是采用同一個基準(zhǔn)來精磨各個軸頸的,因此前、后軸頸對主軸軸心跳動的高點(diǎn),往往在同一個方向上。故而只要把后軸承與前軸承的高點(diǎn),布置在同一軸向平面內(nèi)且軸線同側(cè)時,往往可得較好效果。如將前后軸承外圈的徑跳高點(diǎn)裝于同向,且與座孔的高點(diǎn)異向,還可進(jìn)一步改善主軸的旋轉(zhuǎn)精度。
2、主軸滾動軸承的間隙(游隙)及其調(diào)整。
主軸滾動軸承的間隙量(游隙量)大小對主軸組件工作性能及軸承壽命有重要影響。當(dāng)軸承在較大間隙下工作時,會造成主軸位置(徑向或軸向)的偏移而直接影響加工精度。這時,軸承的承載區(qū)域也較小,載荷集中作用于受力方向的一一個或幾個滾動體,造成較大的應(yīng)力集中,引起軸承發(fā)熱和磨損的加劇而降低壽命。
此外,主軸組件的剛度和抗振性也大為削弱。當(dāng)軸承調(diào)整為零間隙時,承載區(qū)域隨之增大,滾動體的受力狀況趨于均勻,主軸的旋轉(zhuǎn)精度得以提高。當(dāng)軸承預(yù)緊(預(yù)加載荷)調(diào)整為負(fù)間隙時,滾動體產(chǎn)生彈性變形,與滾道的接觸面積加大,使承載區(qū)擴(kuò)大到360°,則主軸組件的剛度和抗振性都能得到明顯提高。因此,滾動軸承保持合理間隙量,是提高主軸組件旋轉(zhuǎn)精度,剛度和抗振性的一項(xiàng)重要措施。
主軸組件的靜態(tài)剛度是隨軸承間隙量的減小而增加。軸承在零隙附近的剛度變化(曲線斜率)為最大,其后剛度的增加較緩慢。但是,軸承間隙量對主軸組件動態(tài)特性的影響卻較復(fù)雜。主軸組件的阻尼值(實(shí)際阻尼值與臨界阻尼值之比為阻尼比先是隨軸承間隙的減小而增大,在零隙處的阻尼值為最大,其后隨間隙量減小過盈量增大),阻尼值反而也減小。
這是因?yàn)檩S承逐漸趨向“剛體化”,使其結(jié)構(gòu)阻尼下降,而較多地呈現(xiàn)材料內(nèi)摩擦阻尼特性。靜態(tài)剛度和阻尼特性共同影響著主軸組件總的動態(tài)響應(yīng),存在最佳間隙位置,這時主軸前端的共振幅值為最小,靜態(tài)剛度和共振頻率都較高,加工表面的圓度誤差及粗糙度也較小。當(dāng)間隙量過小時,剛度的提高已不顯著,而軸承的磨損和發(fā)熱量卻大為增大,從而降低軸承壽命并惡化使用條件。由此可見,軸承最佳間隙量的選擇,不應(yīng)單純考慮靜態(tài)剛度,還應(yīng)同時考慮阻尼值,以便得到最小的軸端共振幅值、較高的剛度、共振頻率和加工精度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般中 、大型機(jī)床主軸的軸承間隙量應(yīng)按-0.005 ~- 0.015mm調(diào)整。
3、軸承內(nèi)外圈安裝端正的檢測與調(diào)整。
雙列圓柱滾子軸承直徑與寬度之比一般在4~7之間,由于雙列圓柱滾子軸承的徑寬比較大,導(dǎo)致在主軸箱孔中和主軸上安裝時的導(dǎo)向性能較差。再者大型機(jī)床零件尺寸和質(zhì)量較大,給裝配工作帶來一定的難度,容易造成安裝軸承時的力量不均勻。以上的種種原因,導(dǎo)致主軸軸承的內(nèi)外圈安裝位置偏移,軸承滾動體與軸承的內(nèi)外圈接觸不良,致使主軸剛度和回轉(zhuǎn)精度降低。檢驗(yàn)主軸軸承的內(nèi)外圈安裝端正的方法如下:在預(yù)緊軸承內(nèi)圈的過程中,不斷的轉(zhuǎn)動主軸,同時觀察軸承滾動體的轉(zhuǎn)動情況。
如果主軸轉(zhuǎn)動輕松,同時軸承各滾動體隨主軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動,則軸承的內(nèi)外圈應(yīng)為安裝端正;如果主軸已經(jīng)有一定的預(yù)緊量,轉(zhuǎn)動時感到有阻滯,而軸承個別滾動體未隨主軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動,或用手搬動各別滾動體有松動的情況,則應(yīng)為軸承的內(nèi)圈或外圈安裝偏而造成。
可以將磁力表座分別安裝在主軸箱體和主軸上,旋轉(zhuǎn)主軸并觀測百分表的示值變化(見圖1,圖2),調(diào)整軸承的內(nèi)圈和外圈位置,使百分表的示值變化最小(一般應(yīng)小于0.01 ~0.04mm, 與軸承大小有關(guān))。此時軸承的內(nèi)圈和外圈已經(jīng)安裝端正,圖1檢測軸承外圈安裝是否端正圖2檢測軸承內(nèi)圈安裝是否端正如果仍存在而個別滾動體未隨主軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)1主軸,2主軸前軸承,3主軸箱,4百分表,5 磁力表座動的情況,則說明主軸箱體孔或主軸徑不圓。