如何正確的預(yù)緊和配置高速加工中的機(jī)床主軸軸承

高速機(jī)床采用電動機(jī)與主軸融合在起的電主軸，是種直接依賴于高速軸承、電動機(jī)、精密數(shù)控與精密制造等技術(shù)的高度機(jī)電體化的功能單元，高速加工中的機(jī)床主軸軸承由于省去了中間傳動環(huán)節(jié)，其轉(zhuǎn)速般可達(dá)到每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)。

電主軸內(nèi)部的支承核心——主軸軸承，承受較大的徑向和軸向載荷，需具有較高的回轉(zhuǎn)精度和較低的溫升，盡可能高的徑向和軸向剛度，較長的、保持精度的使用壽命。因此，主軸軸承的性能對電主軸的使用功能為重要。目前在高速主軸單元中采用較多的支承軸承是角接觸球軸承。

為了保證主軸單元的剛性、旋轉(zhuǎn)精度，并控制滾動體的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)打滑，降低噪聲等，需要對主軸軸承施加定的預(yù)緊載荷。

例如，角接觸球軸承能承受徑向和個方向的軸向載荷，在徑向載荷作用下，軸承內(nèi)部產(chǎn)生個沿軸向方向作用的力，需要有另相對的外力(預(yù)載荷)來平衡。合適的預(yù)載荷不僅可以消除軸承的軸向游隙，控制滾動體的旋轉(zhuǎn)滑動，還能減小高速旋轉(zhuǎn)時滾動體與內(nèi)、外圈滾道接觸角的變化，以影響整個系統(tǒng)的阻尼性，從而提高軸承剛度和旋轉(zhuǎn)精度；另外，還可以降低振動噪聲、控制溫升和延長疲勞壽命。但是預(yù)載荷過大，會加劇軸承的摩擦，使溫升迅速提高，以致造成燒傷，降低使用壽命。

角接觸球軸承般采用軸向預(yù)緊，又可分為定位預(yù)緊和定壓預(yù)緊。即采用改變軸承結(jié)構(gòu)和采用預(yù)緊力補(bǔ)償原理2種方法來實現(xiàn)預(yù)載荷的控制。對于定位預(yù)緊，在轉(zhuǎn)速不太高和變速范圍比較小的情況下，采用剛性預(yù)載荷來施加預(yù)載荷；定壓預(yù)緊則是在轉(zhuǎn)速較高和變速范圍比較大的情況下，使用彈性預(yù)載荷裝置來調(diào)整預(yù)緊力大小，可減小溫度和速度對預(yù)載荷的影響。

研究表明，配對軸承存在預(yù)載荷值，其值與多種因素有關(guān)。因此在確定預(yù)載荷時，應(yīng)綜合考慮軸承的組配方式、工作轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)剛度及壽命等因素。

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