交叉滚子轴承在数控立车上的应用
交叉滚子轴承在数控立车上的应用
- 2020/12/14 14:24:39
中国是机床需求大国，也是社会生产大国，但仅是在中低端领域进行较为充分的满足我国国内工业管理需要，高端领域一直涉入较少。随着中国产业的发展和竞争的升级，提高自己产品信息技术含量，拥有独立自主的专利、设计才是影响企业可以长期持续发展的最佳方式选择。因此就数控立车而言，如何能够实现公司产品从低端到高端、从初级加工到高精尖制造才是企业文化转型大潮中应该积极思考和努力的方向。
在立式设备中，回转工作台是反映机床整体性能、实现工作零件加工精度的核心结构之一。我们要求它高速运行，承受繁重的工作，具有精确的操作精度和非常高的尖端扭矩阻力，支持工作站的轴承是这一重要任务的关键。此前国内大部分工作站选择推力轴承和径向轴承一起使用，这种排列形式结构复杂，材料多，特别是在大箱件的放置中，整个机床空间体积较大。轴承安装和预紧调整也比较困难，保证难度大，工作站的整体精度也难以提高。
随着近年来科学技术的发展，高精度、高速机床产品受到市场的影响。它还使站立式汽车的加工精度不断向新高度移动。十字滚子轴承在提高立式加工精度方面起着关键作用。
一、跳动精度
轴承跳动分为同步跳动和异步跳动，其中同步跳动对工作台整体跳动的影响可以通过磨削工作台表面来最大程度的降低，但异步跳动的影响在这个过程中是无法消除的，主要是由滚子外径和圆度的公差决定的。因此，轴承的异步跳动控制越好，工作台的最终径向和轴向跳动越小，即运行精度越高。在选择轴承品牌和精度等级时，建议不仅要关注轴承装配跳动，还要深入了解影响轴承异步跳动的精度标准。
二、轴承配合
在选择轴承类型时，建议内圈与轴、外圈与齿圈紧配合。
三、形位公差
轴与齿圈的安装面要求具有与精密轴承一致的平面度、垂直度、圆度及圆柱度。控制这些形位公差不仅可以获得更好的装配精度，而且可以避免轴承内外圈过度偏心而产生应力集中，延长轴承的使用寿命。关于形位公差的加工标准，建议咨询轴承供应商，匹配其轴承精度即可。
四、轴向预紧量
立车的切削测试中非常广泛关注工件的端面及外圆粗糙度，而决定其优差的关键因素之一问题就是一个系统的刚性。系统具有刚性管理包括研究框架体系结构的刚性、支撑轴承的刚性等，其中轴承的刚性往往主要取决于其轴向预紧量。
实际发展应用中，轴承A列滚子工作主要可以承受倾覆力矩，而C列滚子主要风险承受轴向载荷。当轴承外圈承重时，A列滚子与轴承圈有脱开的趋势，即轴向游隙增大，而C列滚子被压紧，即轴向游隙减小。如果一个轴承轴向预紧量不足，承重后，A列滚子不仅学习失去预紧，而且与滚道之间没有出现游隙，系统具有刚性需求因此企业迅速开始下降，那么当切削力作用产生倾覆力矩时，工件的径向变形将大大提高增加，同时能够得到的表面粗糙度也非常差;如果采用轴向预紧量过大，由于C列滚子要同时需要承受工件重量与轴承公司内部预紧力，其与滚道之间的接触过程中应力有可能存在超出许用极限，大大减少降低中国轴承设计使用网络寿命。因此，充分利用考虑环境温度与载荷的影响，合理科学设定轴承的轴向预紧量变得更加尤为明显重要。
五、轴承安装注意事项
本节重点介绍安装过程中需要特别注意的操作细节:
1. 当轴承下的内圈装入轴座并返回室温时，需要用0.025mm的止损器检查内环与肩部之间的间隙，以确保其安装到位;外圈也是如此，如果不正确，则使用中等硬度钢棒击中端面，使其就位，以免内圈和外圈因安装不到位而偏心，损坏轴承。
安装下内圈、外圈、滚子后，调整齿圈端面与主轴端面（红线所示平面）之间的平行度，使下内圈与外圈平行。安装上内圈后，使轴承前后转动，使滚子和垫片正确定位，调整齿圈端面与上内圈端面的平行度，保证三个轴承套圈平整，避免轴承套圈间的偏心，造成应力集中，损坏轴承。
安装上内圈后，轴承必须前后旋转，以自动对齐滚子和垫圈，然后必须锁紧垫圈和端盖。如果没有滚动轴承，使滚子在滚道上歪斜和锁定，轴承运行将有严重的发热，滚道烧伤，划痕和精度损失和其他问题。
4.按照对角线顺序逐个锁紧端盖螺栓，锁紧扭矩可增加到最终锁紧量的三至四倍，以防止压入端盖时，由于两侧受力不均或过大而造成内圈偏心。同时，在每一轮锁定后，可以再次检查端盖的水平度，以尽可能消除偏心。
六. 其他问题
如果被加工工件在切削试验中粗糙度不好，除了轴承刚度问题外，还可能是设备中其他部件的振动，传递到工作台和工件上，影响切削质量。
如果回转工作台由齿轮环啮合驱动，则在安装过程中注意调整适当的啮合位置，以便不偏心到环齿轮，从而导致轴承内部应力浓度过早报废。
在数控立式车床的设计领域，选择十字滚子轴承支承转台已成为主流。
交叉滚子轴承在立式车床上的应用非常成功，大大提高了机床的精度，特别是高速时轴承的几何精度。但不可否认的是，仍然存在很多限制轴承使用的缺点，比如轴承个体尺寸差异较大，相关零件要根据轴承的实际尺寸来确定。同时，轴承的外圈和下内圈应过盈安装，相关零件的尺寸公差和形位公差极高，难以形成批量生产。当然，随着加工技术的提高和装配方式的快速发展，十字滚子轴承已经广泛应用于立式汽车中。洛阳鸿元轴承科技有限公司成立于2005年12月，是一家专业研发制造精密转盘轴承、交叉滚子轴承、机器人减速器专用轴承三大系列产品的企业，占据国内80％的市场，40％的产品出口欧洲、韩国等国家，年增长率为30％-50％。