机床设计中轴承的选用技巧

崔华匀 安鑫

摘要：随着我国经济发展和科学技术的进步，我国的机械制造业也随之发展。在机床设计中轴承是非常重要的组成部分，轴承的质量可直接影响的机床的质量，进而影响工作和生产的质量。例如轴承的结构和类型都能直接影响的株洲临建工作的质量和精准度。主轴的回转和变形量都是由轴承所控制，如若主轴组件变形，那么轴承必定已经变形。另外，轴承还是主轴重要的热源提供场所。所以，选用正确的轴承是保证机床主轴零件配合的重要要素。如何选择正确轴承是本文所要研究的问题。希望本文的结论可以给相关文章一些借鉴作用，也希望我国的机床制造事业能够更好的发展。

关键词：机床设计；轴承；选用技巧

1 主轴滚动轴承

1.1 滚动轴承的类型

滚动轴承是所有轴承中摩擦力最小的轴承，它不仅能够高效的进行作业，还能有效的提高工作的质量。滚动轴承的工作模式非常简单和易上手，它可以在固定的一段时间范围内平稳且安全的进行转动，保证工作的连续性。一般来说，滚动轴承的生产是由专业的生产厂商来进行生产，这样一来就可以满足选择的灵活性和便捷性。滚动轴承相对于滑动轴承来说有着一定的弊端。滚动轴承在正常工作的时候会发出很大的噪声，这是不可避免的。另外，滚动轴承的滚轮转数也是有限制的，没有滑动轴承方便高效。而且在日积月累的工作中滚动轴承会慢慢磨损，这必然会影响其刚度。滚动轴承相对于滑动轴承的抗震性也稍差一些。以上这些也说明了滑动轴承的优势。

还有一种质量和效率可以同时兼顾的轴承叫做陶瓷轴承。陶瓷轴承可以满足加工过程中的主轴的高速运转，保证了工作的持续性。所谓陶瓷轴承，顾名思义是由陶瓷所制作而成的轴承。其滚动体是纯陶瓷所制，外环是由轴承钢所组成陶瓷轴承有以下几个优势，第一是它的弹性大，可以承受比钢轴承大2倍的压力，且陶瓷轴承的变形度较小，可以延长其使用寿命。第二是其热膨胀的程度小，这样在工作的时候产生热能不会影响都陶瓷轴承的工作。第三是陶瓷轴承相对于钢轴承重量轻，成本低，更好操作。

1.2 主轴轴承的合理布置

主轴组件的工作任务及结构特性是决定主轴轴承的组成和起到的作用的最重要的依据所在，于此同时，还必须要了解生产厂家对任何一类轴衬的制作的熟练度和精准度的问题。

机床主轴的支撑方式有两种一种是前后支撑，另一种是前中后支撑，其中多以前者的方式出现。两柱支撑的主轴配置形式，其中包括了主轴轴承的选择形式，支撑柱的组合以及配置，这主要根据主轴在转速，硬度等方面的需求。以下原则要在支撑轴和主轴的配置形式选好之后必须注意的：满足所有要求的刚度和承受力度是在选择主轴时必须要考虑的一大因素。当一个支撑轴有多个轴承存在时这时其硬度要比一个支撑轴的硬度硬很多。当前支撑轴的钢度提高时对于整个主轴以及后支撑轴所带来的刚度支撑力更加明显，所以应该将刚度提升轴安装在前支撑轴上效果更加显著。

1.3 主轴滚动轴承的应用设计

主轴的滚动轴承在设计的时候应该遵循滚到与滚动体的缝隙刚好一致的原则。在正常工作的时候，主轴滚动轴承的电线在滚轴上的接触点要比球滚轴较多，所以在设计主轴滚动轴承的时候。要注意且刚度和轴承的类型都是非常重要的。

2 主轴滑动轴承

主轴滑动轴承是一种可以在高速和低速以及精密和高精度数控机床中广泛应用的轴承。它具有高强度的抗震性和高度的准确性，且该轴承运行平稳，所以最近几年受到机床制造业的广泛喜爱。该轴承分为液体动压轴承和液体静压轴承两种不同的轴承。下面就为大家详细介绍一下液体动压轴承和液体静压轴承。

2.1 液体动压轴承

所谓液体动压轴承就是指主轴在工作时飞速旋转所带出的润滑油从缝隙大的地方向缝隙小的地方流出，形成一种油膜压力而将主轴顶起支撑的一种方式。轴承在工作的时候产生一种压力油膜，这种油膜在承载一定压力的时候会发生变化，从单向动压轴承的油膜变成双向油膜，并且油膜的厚度和位置也不断发生改变，最终使主轴的轴心被油膜顶起而降低了旋转速度，保证了组件的平稳运行。多油膜轴承有相互独立的几层油膜，这些油膜在形成压力的时候会同时向不同的方向产生支撑和顶起作用。因此，这样的轴承轴心位置稳定性更好，更具有抗压力和冲击力。

2.2 液体静压轴承

液体静压轴承与液体动压轴承不同，他有一套专门的供油设备，节流设备和轴承运行设備，这三种设备组合到一起便形成了液体静压轴承。是由供油系统提供一定压力的油膜，使油进入到节流系统，根据油的压力和承载力，使轴心始终悬浮于压力油中。由此可知，轴承的油膜压强和主轴零件转速无关，与承载力也没有直接关系。液体静压轴承相对于液体动压轴承有以下几个优点：首先，液体静压轴承的承载能力相对于液体动压轴承要高，并且旋转速度要更快一些。其次，其抗振性能和运转稳定度都要比液体动压轴承要好。最后，液体静压轴承的寿命要比液体动压轴承的寿命长。因为在工作的时候，液体静压轴承的摩擦速度小，对零件的损耗度也更小一些。其缺点就是生产成本高，使用难度较高，相对复杂一些。

3 结语

由此可知，轴承在机床中有着举足轻重的作用。我们不仅要选用正确的轴承，还要正确的对主轴组件进行合理的布局，选用不同类型的主轴组件。在此基础上要选用更加适合该机床的轴承。首先，我们用观察该机床是何种类型的机床，在确定机床制作类型的基础上来选择正确的主轴组件。其次，不同型号和规格的轴承有着不同的转速和作用。最后，应选择精度适宜的轴承作为主轴零件的配件。只要做到以上几点，该机床中的轴承才能完全符合机床的特性，在质量和精度度上更加完美。滚动轴承，滑动轴承和陶瓷轴承各有各的优势和劣势，在选择应用的时候要根据实际需要和环境进行科学合理的比较，最终选择一种最适合的轴承进行工作。希望在轴承的选择方面我们能够更加的谨慎，这样不仅有利于提高我国轴承的质量和水平，也有利于促进我国机床制造业的发展。

参考文献：

[1]夏田.数控加工中心设计[M].化学工业出版社，2007.

[2]现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册（上册）[M].机械工业出版社，2016.

[3]张立栋.现在机床设备中轴承选用问题研究[J].机械设备，2015.11.