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第十章主轴部件课件
主轴组件的典型结构 总结——一般采用滚动轴承 1、要求刚度较高速度不是很高时,常选用三支承结构或者是采用线接触滚动轴承。 2、要求速度较高刚度不是很高时,常选用两支承结构或者是采用点接触滚动轴承。 3、应用三支承结构时要尤其注意壳体孔的加工工艺和轴承的预紧问题。(三个可行) 主轴组件的典型结构 二、磨床类主轴组件 见图10-11 1、这种主轴组件是一个独立的单元,由专门工厂制造 2、主轴的转动由电动机(P=1.3kW)经平带输入主轴左端平带轮,主轴的右端装砂轮杆。主轴两端载荷都较大,故前后支承都配置两个同向角接触球轴承。若载荷较小时,两端支承各装一个轴承,由于磨削时轴向载荷为左右对称而且又不大,故轴承采用背靠背组配也是对称方式,其接触角?=15° 主轴组件的典型结构 三、钻床类主轴组件 特点:旋转的同时有轴向进给 1、主轴1的旋转主运动由其尾部的花键传入,主轴由轴承3和8支承在套筒5内旋转; 2、转动齿轮6,使套筒(右侧面为齿条)连同主轴作轴向进给运动; 3、力的承担和轴承的选择。 第五节 提高主轴组件性能的一些措施 一. 提高精度:采用选配法 二. 控制温升、提高转速、减少热变形 三. 改善动态特性 使主轴组件的固有频率避开激振频率 加大前支承的的阻尼 采用三支承 采用消振装置 第六节 主轴的滑动轴承 机床主轴组件采用的滑动轴承,根据其流体介质的不同,可分为液体滑动轴承和气体滑动轴承。液体滑动轴承按其油膜压力的形成方式,又可分为液体动压滑动轴承和液体静压滑动轴承。 一、主轴液体动压滑动轴承 机床主轴动压轴承与一般动压轴承不尽相同,对主轴的旋转精度和油膜刚度有着更高的要求。 1.几种常用的主轴多油楔滑动轴承 1)成形多油楔轴承 这种成形多油楔轴承的油囊加工比较困难,但轴承工作时的尺寸精度、接触状况及油楔参数等较为稳定;拆装后的变化小,维修较方便,因此可用于高精度磨床。 对于动压滑动轴承,入口间隙h1与出口间隙h2所形成的油楔角大小,对其承载能力有很大影响。根据最佳间隙比可得入口间隙为h1=2.2h2=0.033mm。油囊最有利深度h=h1-Δ/2=0.018mm。 2)活动多油楔轴承 这种轴承是由三个或五个瓦块所组成。如图示三瓦式活动多油楔轴承,三个短瓦4各由一个球头螺钉所支承。 优点:结构简单、制造和维修方便,轴瓦与箱体孔不接触,故对箱体孔加工无特殊要求。 缺点:轴瓦仅靠螺钉的球形头支承,虽然要求其接触面不少于80%(配对研磨),但接触刚度仍比油膜刚度低得多,故使轴承的综合刚度下降。 这种轴承广泛应用于各种外圆磨床和卧轴平面磨床上。 二、主轴液体静压滑动轴承 是利用轴承各个油腔中的静压力和节流器的调压作用,而把轴颈推向轴承中央位置的。 在静压轴承常用的定压供油系统(向各个油腔的供油压ps为一定)中,每个油腔之前必须串联一个起调压作用的节流器,否则轴承就会失去承载能力。其调压作用是指当主轴受载偏移后,能使轴承在载荷方向上的两个油腔产生压力差以支承载荷,从而使静压轴承在液体摩擦状态下具有承载能力。 第七节 主轴组件的验算 设计和计算可按下列步骤进行:(1)根据统计资料,初选主轴直径 (2)选择主轴的跨距(3)根据构造要求,对数据进行修正(4)验算(5)根据验算结果,对设计进行修改 一、主轴直径的初选 车床和铣床 : d2(后轴承直径)=(0.7--0.9)d1(前轴承直径) 磨床主轴常为前、后轴径相等,中段较粗。 前轴径根据功率选取(表10-6)(P206) 二、主轴悬伸量a的确定: 缩短悬伸量,可以明显提高主轴组件的刚度和抗振性。因此,设计时应努力缩短悬伸量。 三、主轴最佳跨距的选择 1. 假设轴承为刚性支承,主轴为弹性体 2. 假设主轴为刚体,支承为弹性体 四、 主轴组件的验算 对一般机床主轴,主要进行刚度验算。通常,如果能满足刚度要求,也就能够满足强度要求。只有对粗加工、重载荷的主轴,才需进行强度验算。 主轴组件刚度的校核:(1) 根据静态弹性变形对加工精度的影响(2) 推荐值(3) 根据不出现切削自激振动来确定主轴 组件的刚度? 第八节 润滑与密封 润滑的作用和润滑剂的选择原则 作用: 减少摩擦、降低温升和防止腐蚀 润滑不良——轴承温升剧增,加速轴承的磨损,影响主轴组件的正常工作 润滑剂的选用和润滑方式决定于轴承的类型、速度和工作负荷 润滑与密封 针对滚动轴承有: 滚动轴承——润滑脂或润滑油润滑 速度较低时,温升较低——脂润滑 速度较高时——油润滑 按轴承的速度因数ndm选择 ndm较低时——脂
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