匯普角接觸球軸承廠家了解到數(shù)控金切機(jī)床高速主軸的性能,在相當(dāng)程度上取決于主軸軸承及其潤(rùn)滑。滾動(dòng)軸承由于剛度好、精度可以制造得較高、承載能力強(qiáng)和結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,不僅是般切削機(jī)床主軸的,也受到高速切削機(jī)床的青睞。從高速性的角度看,滾動(dòng)軸承中角接觸球軸承,圓柱滾子軸承次之,圓錐滾子軸承差。
角接觸球軸承的球(即滾珠)既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn),會(huì)產(chǎn)生離心力Fc和陀螺力矩Mg。隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,離心力Fc和陀螺力矩Mg也會(huì)急劇加大,使軸承產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力,從而導(dǎo)致軸承摩擦加劇、溫升增高、精度下降和壽命縮短。因此,要提高這種軸承的高速性能,就應(yīng)想方設(shè)法抑制其Fc和Mg的增加。從角接觸軸承Fc和Mg的計(jì)算公式得知,減少球材料的密度、球的直徑和球的接觸角都有利于減少Fc和Mg,所以現(xiàn)在高速主軸多使用接觸角為15°或20°的小球徑軸承??墒牵驈讲荒軠p小過多,基本上只能是標(biāo)準(zhǔn)系列球徑的70%,以免削弱軸承的剛度,更關(guān)鍵的還是要在球的材料上尋求改進(jìn)。
與GCr15軸承鋼相比,氮化矽(Si3N4)陶瓷密度僅為它的41%,用氮化矽制作的球要輕得多,自然在高速回轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力和陀螺力矩也要小得多。與此同時(shí),氮化矽陶瓷的彈性模量和硬度是軸承鋼的1.5倍和2.3倍,而熱膨脹系數(shù)僅為軸承鋼的25%,這既可提高軸承的剛度和壽命,又使軸承的配合間隙在不同溫升條件下變化小,工作可靠,加之陶瓷耐高溫且不與金屬發(fā)生粘咬,顯然用氮化矽陶瓷制作球體更適合進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)。實(shí)踐表明,陶瓷球角接觸球軸承與相應(yīng)的鋼球軸承相比速度能提高25%~35%,不過價(jià)格也要高些。
外將內(nèi)外圈為鋼、滾動(dòng)體為陶瓷的軸承統(tǒng)稱為混合軸承。目前混合軸承又有新發(fā)展:是陶瓷材料已用于制作圓柱滾子軸承的滾子,市場(chǎng)上出現(xiàn)了陶瓷圓柱混合軸承;二是用不銹鋼代替軸承鋼制作軸承的內(nèi)外圈別是內(nèi)圈,由于不銹鋼的熱膨脹系數(shù)比軸承鋼小20%,自然在高速回轉(zhuǎn)時(shí),因內(nèi)圈熱膨脹所造成的接觸應(yīng)力增大趨勢(shì)會(huì)受到抑制。