FAG超精密轴承.pdf - 第44页
42 SP 1 Schaeffler Group Industrial 轴承布置设计和实例 通常，陶瓷球轴承的运转温度更低。因此，由于温差 T 增加的 预紧增加会比钢球的小。 对于刚性预载轴承，必须采用速度减小系数，参见第 86 页。 在弹性预载中 （通过弹簧或液压） ，由于热敏感性变小，轴承 转速可达到轴承参数表中的数值，参见尺寸表。接触角为 15° 的 轴承，轴和座的温差 T 会限制轴承的极限转速。 对于弹性预紧，预紧力至少…
Schaeffler Group Industrial
SP 1
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轴承布置设计和实例
设计和应用 在实际应用中，大量不同类型的主轴轴承得到采用。主轴轴承
类型和布置的选择取决于应用的特性：比如车削、铣削、磨削
等。根据不同工况，轴承的尺寸和轴承的类型不同，同时影响到
轴承的布置形式。然而，在不同可行性方案中经济性在最终的
选型中同样起着决定性的作用。
轴承一般必须在已经预紧或至少零游隙的条件下运转，以达到高
精度要求（
P4
或更高）。在高速度下温升要尽可能低 （脂润滑，
最高可达
n
·
d
M
=
2
·
10
6
min
–1
·
mm
油气润滑最高可达
n
·
d
M
=
3
.
1
·
10
6
min
–1
·
mm
）。以上要求可以通过采用超精密
轴承和相应精密的配合部件来实现。
以下信息在应用中可以帮助选择最合适的轴承和轴承布置。
包括以下几个方面：
■ 预紧
■ 刚度
■ 接触角
■ 滚动体尺寸和材料
■ 轴承间距
■ 密封
■ 轴承设计步骤
■ 轴承布置比较
■ 轴承布置实例。
预载 刚性预紧轴承对轴与轴承座间的温差变化很敏感，尤其当轴承间
距较小时。如果浮动轴承在轴向上浮动失效，轴承组内的预紧力
会极大地增 加，甚至会完全消除轴承内部游隙。
还会产生径向应力，尤其是对于接触角为
15°
的主轴轴承。这些
现象同样会发生在圆柱滚子轴承和浮动配合的主轴轴承组内。
相比较，如果采用较大间距的轴承组，或弹性预载选择接触角为
20°
或
25°
的主轴轴承对温差变化没有那么敏感。
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SP 1
Schaeffler Group Industrial
轴承布置设计和实例
通常，陶瓷球轴承的运转温度更低。因此，由于温差
T
增加的
预紧增加会比钢球的小。
对于刚性预载轴承，必须采用速度减小系数，参见第
86
页。
在弹性预载中 （通过弹簧或液压），由于热敏感性变小，轴承
转速可达到轴承参数表中的数值，参见尺寸表。接触角为
15°
的
轴承，轴和座的温差
T
会限制轴承的极限转速。
对于弹性预紧，预紧力至少要达到轴承中等预载
M
，参见第
86
页，表。
刚度 轴承系统的刚度受轴的直径、轴承数量、轴承尺寸、预紧力和
接触角的大小的影响。
接触角和刚度 轴承组的刚性取决于轴承的布置和预紧。机床整体系统刚性不仅
取决于轴承的刚性更取决于轴和轴承座的刚性。
15°
接触角轴承的轴向刚度大约是
25°
接触角轴承的
45%
，
但是径向刚度只高
10%
。径向和轴承刚度的计算，参见第
20
页
和第
169
页。
如果考虑整个主轴轴承和悬臂的系统，由于
25°
接触角轴承
布置的支撑跨距比
15°
接触角轴承的大，所以前者径向刚度好于
后者。接触角是
20°
的轴承可以提供一个良好的折中方案。
预紧轴承组的刚度 由于安装的影响，刚性预载轴承安装后的刚性比样本中的数据
高。在运转中，由于高速离心力与轴和内圈的热膨胀导致轴承
套圈膨胀从而使刚性增大。
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轴承接触角 三种不同接触角的轴承有着不同的性能和应用领域，参见表。
接触角，优点和应用
根据滚动体的尺寸和材料
选择轴承
所有主轴轴承在型号中有
B
或
RS
的为大球，其余的为小球。
大球轴承的承载能力比小球轴承高，所以更适于高载荷应用。
相反， 小球轴承的高速适应性更好。
陶瓷球轴承 陶瓷球轴承在速度上有额外的优势。
X
-
life
超长寿命轴承
X
-
life
超长寿命轴承由
Cronidur 30
套圈和陶瓷球组成。
小球
X
-
life
轴承型号以
XC
开头，大球轴承则以
XCB
开头。
轴承选择准则 下面主轴轴承的规格和性能参数的比较有助于选择合适的轴承，
参见下表。
轴承设计选型比较
优点和应用 接触角
15° 20° 25°
优点 ■ 径向刚性
■ 径向承载能力
■ 较高转速当
内外温差
T
较小时
■ 良好的径向和
轴向刚度
■ 复合承载能力
■ 速度很高在
轴承内外温差
T
较高时
■ 轴向刚度
■ 径向系统刚性
■ 轴向承载能力
■ 轴向和径向
复合承载能力
■ 可允许较高的
内外圈温差
T
应用 ■ 磨床
■ 超精加工设备
■ 带传动侧轴承
布置
■ 大功率铣床
■ 加工中心
■ 电主轴
■ 车床
■ 铣床
■ 钻床
■ 加工中心
■ 电主轴
球体尺寸 球体材料 轴承类型 承载 速度 寿命
大 钢
B
高 中等 好
大 钢
RS
高 高 好
小 钢
HS
中等 高 良好
大 陶瓷
HCB
中等 高 很好
大 陶瓷
HCRS
中等 最高 很好
小 陶瓷
HC
低 最高 最好
X
-
life
超长寿命轴承
陶瓷
XC
、
XCB
最优 最优 最优