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衡水哈爾濱軸承 哈爾濱軸承 衡水軸承NN3030軸承

新型號(hào):NN3030

所屬類型:圓柱滾子軸承

品牌:哈爾濱

  • 價(jià)格:11
  • 發(fā)布時(shí)間:2012/07/11 08:54
  • 數(shù)量:100
  • 所在地:山東 濟(jì)南
產(chǎn)品詳情
產(chǎn)品參數(shù)
新型號(hào) NN3030
舊型號(hào) 3282130
品牌 哈爾濱
分類 圓柱滾子軸承
內(nèi)徑 150mm
外徑 225mm
重量 -kg

衡水哈爾濱軸承 哈爾濱軸承 衡水軸承NN3030軸承
陶瓷球軸承在高速主軸單元中的應(yīng)用研究
1 高速主軸單元與主軸軸承
  高速主軸單元是實(shí)現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是高速加工機(jī)床的關(guān)鍵部件。高速主軸單元的核心是高速精密軸承,其性能直接影響主軸單元的工作性能。隨著速度的提高,軸承的溫度升高,振動(dòng)和噪聲增大,壽命降低。因此,提高主軸轉(zhuǎn)速的前提是研制開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)越的高速主軸軸承。目前,在高速主軸單元中,主軸的支承主要采用磁浮軸承、液體動(dòng)靜壓軸承、陶瓷球軸承三種形式。磁浮軸承的高速性能好、精度高,容易實(shí)現(xiàn)診斷和在線監(jiān)控。但實(shí)踐表明,這種軸承由于電磁測(cè)控系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜,至今未能得到廣泛應(yīng)用。液體動(dòng)靜壓軸承綜合了液體靜壓軸承和液體動(dòng)壓軸承的優(yōu)點(diǎn),但這種軸承必須根據(jù)具體機(jī)床專門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì),單獨(dú)生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)化程度低,維護(hù)保養(yǎng)也困難 目前,應(yīng)用多的高速主軸軸承還是混合陶瓷球軸承,即滾動(dòng)體使用熱壓或熱等靜壓Si3N4陶瓷球,軸承套圈仍為鋼圈。這種軸承標(biāo)準(zhǔn)化程度高,價(jià)格低,對(duì)機(jī)床改動(dòng)小,便于維護(hù)保養(yǎng),特別適合高速運(yùn)行場(chǎng)合。它的d•n值已超過(guò)2.7×106。為了增加軸承的使用壽命,可增加滾道的耐磨性,對(duì)滾道進(jìn)行涂層處理或其他表面處理。
2 試驗(yàn)研究
1)主軸軸承的溫升
根據(jù)兩種高速電主軸的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的溫升特性曲線可見(jiàn),A型主軸轉(zhuǎn)速低于15000r/min時(shí),兩種軸承的溫升基本相同。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于15000r/min時(shí),陶瓷球軸承的溫升明顯低于鋼軸承。鋼軸承溫升增長(zhǎng)率比陶瓷球軸承的快
2)  A型主軸轉(zhuǎn)速由2000r/min上升至極限轉(zhuǎn)速30000r/min時(shí),鋼軸承溫度由4℃上升至35℃;主軸轉(zhuǎn)速由35000r/min上升至40000r/min時(shí),陶瓷球軸承溫度由35℃上升至43℃,為防止溫度過(guò)高損壞陶瓷球軸承,停止繼續(xù)升高轉(zhuǎn)速。在相同溫升水平上,即溫升為35℃時(shí),裝有陶瓷球軸承的電主軸轉(zhuǎn)速比鋼軸承電主軸提高約17%。
B型主軸軸承溫升的總體變化趨勢(shì)與A型電主軸相似。但主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí),陶瓷球軸承的溫升略高于鋼軸承,溫升增長(zhǎng)率比鋼軸承小。當(dāng)轉(zhuǎn)速n>17000r/min時(shí),才能顯示出陶瓷球軸承的低溫升特性。脂潤(rùn)滑條件下陶瓷球軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和油霧潤(rùn)滑時(shí)鋼軸承的運(yùn)行速度相當(dāng)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),B型陶瓷球軸承達(dá)到熱平衡時(shí)的溫升和所需時(shí)間,與A型鋼球軸承達(dá)到熱平衡時(shí)的溫升和所需時(shí)間相近。
  由上述可知,不論用油霧潤(rùn)滑還是脂潤(rùn)滑,在高速或潤(rùn)滑不足時(shí),陶瓷球軸承的溫升都小于鋼軸承。分析認(rèn)為:
(1)陶瓷軸承密度僅為軸承鋼的40%。由于陶瓷球產(chǎn)生的離心力和陀螺力矩小,使陶瓷球軸承發(fā)熱量少。
(2)陶瓷和鋼組成的摩擦副的摩擦系數(shù)比鋼和鋼組成的摩擦副的摩擦系數(shù)小,產(chǎn)生的熱量少,溫升也低。
(3)軸承在裝配時(shí)需要預(yù)緊,預(yù)緊力越大,變形和發(fā)熱越多,軸承溫升也越快。軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)下,軸承承受的總負(fù)荷包括初期預(yù)緊力和軸承內(nèi)部負(fù)荷。內(nèi)部負(fù)荷由離心力和熱膨脹差引起。在軸承中軸承外圈散熱較好,內(nèi)圈次之,滾動(dòng)體的散熱條件差,內(nèi)圈和滾動(dòng)體由于溫升而引起的熱膨脹量大于外圈的熱膨脹量,軸承?作時(shí)的預(yù)緊力大于裝配時(shí)的原始預(yù)緊力,從而使摩擦發(fā)熱增加,軸承溫升增大。由于陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)僅為軸承鋼的25%,故當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時(shí),陶瓷球軸承的溫升值比鋼軸承小得多。資料表明,陶瓷球軸承的內(nèi)圈材料采用熱膨脹系數(shù)比軸承鋼小20%的不銹鋼、滲碳鋼等材料,可以有效降低軸承的溫升。
  從上述試驗(yàn)結(jié)果和分析可知,陶瓷球軸承比鋼軸承更適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
主軸振動(dòng)頻譜分析
  使用高靈敏度的壓電晶體傳感器,運(yùn)用離散傅立葉原理進(jìn)行信號(hào)變換計(jì)算,利用PDB測(cè)得的A型電主軸振動(dòng)頻譜可見(jiàn),電主軸前端振動(dòng)加速度波動(dòng)較大,導(dǎo)致電主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低、剛度下降。裝有陶瓷球軸承的電主軸前端振動(dòng)加速度變化極小,主軸運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)精度高。對(duì)比兩種類型電主軸表明,使用陶瓷球軸承,可以有效地減小電主軸的振動(dòng),提高電主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和剛度。
存在的問(wèn)題與對(duì)策
  試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),裝有陶瓷球軸承的兩種類型的電主軸,在轉(zhuǎn)速較低時(shí),都存在著運(yùn)轉(zhuǎn)初期(低速時(shí))剛度差、精度低的問(wèn)題。
  分析認(rèn)為,主要由軸承間隙和工作預(yù)緊力的變化影響所致。低速時(shí),預(yù)緊力大,軸承間隙小,剛度高;高速時(shí),軸承內(nèi)部因高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大負(fù)荷,兩者疊加,使軸承高速時(shí)實(shí)際預(yù)緊力遠(yuǎn)超過(guò)初期預(yù)緊力,導(dǎo)致軸承溫升高,使用壽命低,易出現(xiàn)早期燒結(jié)損傷。因此,為延長(zhǎng)軸承壽命,要求陶瓷球軸承的初期預(yù)緊力要小一些。但初期預(yù)緊力過(guò)小,主軸啟動(dòng)時(shí),陶瓷球軸承間隙大,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變形大、剛度差。使電主軸振動(dòng)加大,嚴(yán)重影響電主軸的加工精度。解決方法是研究開(kāi)發(fā)軸承預(yù)緊力可變換機(jī)構(gòu)。低速時(shí),陶瓷球軸承預(yù)緊力大,隨著轉(zhuǎn)速的提高,軸承預(yù)緊力逐漸變小,使陶瓷球軸承始終處于良好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主要的措施有兩種:
1)實(shí)施定位置預(yù)緊力變換。
2)重視運(yùn)轉(zhuǎn)精度,低速時(shí),實(shí)施定位置預(yù)緊;高速時(shí),采用預(yù)緊力可變換機(jī)構(gòu)。
3 結(jié)論
  實(shí)驗(yàn)表明,將陶瓷球軸承應(yīng)用于高速主軸單元的設(shè)計(jì)和制造,可以有效提升主軸的極限轉(zhuǎn)速,減小高速主軸的振動(dòng),提高主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和剛度;可以延長(zhǎng)電主軸的使用壽命,簡(jiǎn)化與之配套的潤(rùn)滑系統(tǒng)。并要解決低速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下,陶瓷球軸承剛度差、精度低的問(wèn)題。

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