如何更好选择主轴轴承的类型

主轴轴承怎么选择？~

轴承是主轴部件中的重要组成部分，的类型、结构、配置、精度、安装、调整以及润滑等特征都直接影响到主轴部件的工作性能。应根据主轴部件在旋转精度、刚度、承载能力以及转速等方面的要求来选择轴承的类型、组合以及配置形式。同时还应考虑轴承的供应情况、经济性等因素。主轴轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。在一般情况下，主轴应尽量采用滚动轴承，特别是立式主轴，用滚动轴承可以采用脂润滑以避免漏油。只有在要求加工表面粗糙数值较小，主轴又是水平布置时采用滑动轴承。主轴部件的抗振性主要决定于前轴承，因此，也有的主轴前支承用滑动轴承，后支承和推力轴承用滚动轴承。

车床主轴选钛浩，因为专业，所以卓越。车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴；有的用来装夹工件，如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。②动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。③速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。

一般来说，选择轴承的步骤可能概括为：
1. 根据轴承工作条件（包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等），选择轴承基本类型、公差等级和游隙；
2. 根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求，通过计算确定轴承型号，或根据使用要求，选定轴承型号，再验算寿命；
3. 验算所选轴承的额定载荷和极限转速。
选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力，其它的因素则有助于确定轴承类型、结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。
1. 类型选择
各类滚动轴承具有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时，
通常应考虑下列因素。一般情况下：对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承，对高速应用场合通常使用球轴承，承受重的径向载荷时，则选用滚子轴承。总之，选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产品中，选用合适的类型。
• 轴承所占机械的空间和位置
在机械设计中，一般先确定轴的尺寸，然后，根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承，大轴选用滚子轴承。但是，当轴承在机器的直径方向受到限制时，则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承；当轴承在机器的轴向位置受到限制时，可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。
• 轴承所受载荷的大小、方向和性质
载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷，球轴承用于承受较轻的或中等载荷，渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承，可承受冲击与振动载荷。
在载荷的作用方向方面，承受纯径向载荷时，可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时，可选用推力球轴承；承受较大的纯轴向载荷时，可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。
• 轴承的调心性能
当轴的中心线与轴承座中心线不同，有角度误差，或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小，容易受力弯曲或倾斜时，可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承，以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下，能保持正常工作。
轴承调心性能的好坏，与其允许的不同轴度有关，不同轴度值愈大，调心性能愈好。各类轴承允许的不同轴度见表11
• 轴承的刚性
轴承的刚性，是指轴承产生单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小，在大多数机械中可以不必考虑，但在某些机械中，如机床主轴，轴承刚性则是一个重要因素，一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因为这两类轴承在承受载荷时，其滚动体与滚道属于点接触，刚性较差。
另外，各类轴承还可以通过预紧，达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，为防止轴的振动，增加支承刚性，往往在安装时预先施加一定的轴向力，使其相互压紧。这里特别指出：预紧量不可过大。过大时，将使轴承摩擦增大，温升增高，影响轴承使用寿命。
• 轴承的转速
每一个轴承型号都有其自身的极限转速，它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的，极限转速是指轴承的最高工作转速（通常用r∕min），超过这一极限会导致轴承温度升高，润滑剂干枯，甚至使轴承卡死。
使用场合所要求的速度范围有助于决定采用什么类型的轴承，图12给出了大多数通用轴承的典型速度范围。D是轴承尺寸，它通常是指轴承的节圆直径，在选择轴承时，使用轴承内径和外径的平均值，单位mm.
用节圆直径D乘以轴旋转速度（单位r/min）得出一极限转速因素（DN），DN在选择轴承类型和尺寸时十分重要。大多数轴承制造厂家的产品目录都提供其产品的极限转速值，实践证明，在低于极限转速90%的状态下工作是比较好的。
脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低，轴承的供油方式对可达到的极限转速有影响。表12提供了几承润滑形式的极限转速修正系数（K ）。必须注意，对脂润滑轴承，其极限转速一般仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油系统时的极限转速的80%，但对油雾润滑系统，其极限转速一般比相同的基本润滑系统高50%。
保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速，因为滚动体与保持架表面是滑动接触，用比较贵的、设计合理的、以高质量和低摩擦材料制成的保持架，不仅可将滚动体隔开来，而且有助于维持滑动接触区的润滑油膜。但象冲压保持架之类价格低廉的保持架，通常只能使滚动体保持分离。因此，它们存在着易出事故和令人苦恼的滑动接触，从而导致更低的极限转速。
一般来说在较高转速的工作场合下，宜选用深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承；在较低转速工作场合下，可选用圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承的极限转速，一般约为深沟球轴承的65%，圆柱滚子轴承的70%，角接触球轴承的60%。推力球轴承的极限转速低，只能用于较低转速的场合。
对于同一类轴承，尺寸愈小，允许转速愈高。在选用轴承时，应注意要使实际转速低于极限转速。
• 轴承游动和轴向位移
通常情况下，一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承。为了适应轴和外壳不同程度的热涨影响，安装时应将一个轴承在轴向固定，另一个轴承使之在轴上可以游动（即游动支承），以防止因轴的伸长或收缩引起的卡死现象。游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承（原2000型、32000型）和滚针轴承，这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘故。此时，内圈与轴，外圈与外壳孔可采用紧配合。当采用不可分离型轴承做游动支承时，如深沟球轴承、调心滚子轴承，在安装中必须允许外圈与外壳孔，或内圈与轴采用较松配合，使之轴向可自由游动。
图13示出几种定位和非定位的圆柱滚子轴承结构
圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位型，当用作非定位时则采用松配合安装。所有推力滚子轴承均属定位型轴承。
• 便利于轴承的安装和拆卸
选用轴承类型时，对轴承安装拆卸是否方便，亦必须考虑周全，特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸尤为重要。一般的外圈可分离的角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承，安装拆卸比较方便，它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外，内径带圆锥孔的，带紧定套的调心滚子轴承、双列圆柱滚子轴承和调心球轴承，也比较容易安装拆卸。
• 其它要求
除上述因素外，还应考虑轴承的工作环境温度、轴承密封及对摩擦力矩、振动、噪声等的特殊要求。

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