1 概述
数控机床是现代加工设备的代表产品,机床的高速化是数控机床的发展主要趋势。实现高速化的关键部件仍是机床主轴单元。主轴速度常用dn值(dn值是指主轴轴承的平均直径(mm)与主轴的极限转速(r/min)的乘积)来衡量,随着轴承技术、润滑技术的发展,机床主轴转速在逐年提高。有资料显示,主轴轴承在脂润滑条件下的dn值只能达到0.5×106,但当油气润滑装置开发出来以后,dn值迅速提高到1.0×106,采用新的润滑方式——喷射润滑,可使主轴的dn值达到3.0×106。
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主轴的工作性能主要取决轴承的组配技术、预紧技术、动平衡技术、润滑技术、和定位元件设计结构等方面。
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2 主轴轴承润滑
主轴轴承常见的润滑方式有脂润滑、油雾润滑、油气润滑、喷射润滑及先进的环下润滑等。
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dn值在1.0×106以上的主轴,多采用油润滑的方式,其中油雾润滑是将润滑油经压力空气雾化后对轴承进行润滑的。这种方式实现容易,设备简单,油雾既有润滑功能,又能起到冷却轴承的作用,但油雾不易回收,对环境污染严重,故逐渐被新型的油气润滑方式所取代。
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油气润滑是将少量的润滑油不经雾化而直接由压缩空气定时、定量地沿着专用的油气管道壁均匀地被带到轴承的润滑区。润滑油起润滑的作用,而压缩空气起推动润滑油运动及冷却轴承的作用。油气始终处于分离状态,这有利于润滑油的回收,而对环境却没有污染。实施油气润滑时,一般要求每个轴承都有单独的油气喷嘴,对轴承喷射处的位置有严格的要求,否则不易保证润滑效果,油气润滑的效果还受压缩空气流量和油气压力的影响。一般地讲,增大空气流量可以提高冷却效果,而提高油气压力,不仅可以提高冷却效果,而且还有助于润滑油到达润滑区,因此,提高油气压力有助于提高轴承的转速。实验表明,加大压力比采用常规压力进行油气润滑可使轴承的转速提高20%。
喷射润滑是直接用高压润滑油对轴承进行润滑和冷却的,功率消耗较大,成本高,常用在dn值为2.5×106以上的超高速主轴上。
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环下润滑是一种改进的润滑方式,分为环下油润滑和环下油气润滑。实施环下油或者油气润滑时,润滑油或油气从轴承的内圈喷入润滑区,在离心力的作用下润滑油更易于到达轴承润滑区,因而比普通的喷射润滑和油气润滑效果更好。
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3、脂润滑
脂润滑不需任何设备,是一般数控机床主轴普遍采用的润滑方式。
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添脂量对主轴的工作质量和精度寿命有较大影响、安装主轴工艺中应注意一下问题;
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(1)填脂前的确认事项
首先要确认轴承清洁度.装配前应严格清洗、脱脂、再按工艺要求填充高速主轴专用润滑脂。
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(2)润滑脂的填充
为了填充适量的润滑脂,建议使用润滑脂填充器。最好使用带读数.并且使用量可以控制的润滑脂填充器【一次性医用注射器】。
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精密轴承注脂量的经验推荐填充量 单位;cc
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高速主轴用向心推力球轴承注脂为——轨道空间15%±2%;长时间高速运转环境为12%;
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次高速主轴注脂为轨道空间的20%以内。
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高速主轴用圆柱滚子轴承注脂为——10%±2%;长时间高速运转环境为10%;次高速18%以内。
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4、球轴承润滑脂填充方法
(1)在钢球之间,用注射器均匀地填充。如果保持架的材料为苯酚树脂【俗称电木】保持架,建议在保持架引导面及外表面薄薄地涂上润滑脂.用以唯持保持架的渗晰作用。
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(2)用手转动轴承,使润滑脂均匀地进入滚道面、保持架内部、钢球间、引导面上,要使润滑脂均匀地充满轴承内部空间,堆积过多的润滑脂会影响散热.
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5、圆柱滚子轴承的填充方法
(1)将填充量的80%的润滑脂,均匀地涂在滚动面上,保持架内径部位不要涂注的太多。保持架内侧的润滑脂,在初期磨合运转阶段,较难流动,搅拌作用会使温升增大,多余的润滑脂还会有屏蔽作用影响散热,使之磨合运转时间延长。
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