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1、2013年9月機(jī)床與液壓Sep．2013第41卷第17期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．4lNo．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．033電主軸主軸支撐形式及軸承材質(zhì)研究張宏林(西安思源學(xué)院，陜西西安710038)摘要：對(duì)高速電主軸主軸支撐方案進(jìn)行分析，提出在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷工況下，水潤(rùn)滑動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承是一種可行的主軸支撐解決方案；并從提高主軸剛度、阻尼和回轉(zhuǎn)精度等角度出發(fā)，選擇了兩種可用于水潤(rùn)滑的軸承的匹配材質(zhì)，為電主軸主軸支撐設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞
2、：水潤(rùn)滑；動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承；材質(zhì)；支撐形式中圖分類號(hào)：TH133文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3881(2013)17—120—3ResearchonElectricSpindleSupportingFormsandBearingMaterialsZHANGHonglin(Xi’anSiyuanUniversity，Xi’anShaanxi710038，China)Abstract：Thehigh—speedelectricspindlesupportingschemeswereanalyzed．Athigh
3、speed，highloadconditions，waterlubri—caredhydrostaticbearingwasputforwardasakindoffeasiblespindlesupportsolution．Inordertoimprovethestifness，dampingandspindlerotaryprecision，twokindsofmatchingmaterialswerechosenforwaterlubricatedbearing．Itprovidesreferencefor
4、electricalspindlesupportingdesign．Keywords：Waterlubrication；Hydrostaticslidingbearing；Material；Supportingforms1電主軸主軸軸承的選用難控制。同時(shí)由于高速離心力和陀螺力矩等高速慣性電主軸電機(jī)轉(zhuǎn)子套裝于主軸之上，使電機(jī)和主軸力的作用，會(huì)產(chǎn)生較大的接觸變形?，使電主軸的剛合為一體，真正實(shí)現(xiàn)了零傳動(dòng)，使電機(jī)與主軸間的傳性變差，不利于高精度加工。動(dòng)誤差降至最小。隨著對(duì)機(jī)床加工效率要求的日益提若主軸采用滑動(dòng)軸承，顯
5、然能提供更高的承載高，也伴隨著高速切削刀具和高速加工技術(shù)的持續(xù)發(fā)力。但主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑動(dòng)軸承內(nèi)微小間隙內(nèi)的油展，迫切需求電主軸獲得更高的轉(zhuǎn)速。電主軸的支承膜會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，限制了主軸轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提核心是高速精密主軸軸承，其性能好壞直接影響電主升。而此時(shí)若改用水潤(rùn)滑，由于水的黏度很低(20軸的工作性能。因此，提高主軸轉(zhuǎn)速的前提是開發(fā)出℃時(shí)水的動(dòng)力黏度只有約10～Pa·s)，則可大大降性能優(yōu)越的高速主軸軸承。低軸承潤(rùn)滑薄膜的內(nèi)摩擦力和溫升，此方法不失為提目前，主軸的支承主要有磁浮軸承、陶瓷球軸高主軸轉(zhuǎn)速的新思路
6、。但也正因?yàn)樗酿ざ鹊?，軸承承、液體動(dòng)靜壓軸承3種形式。往往工作于紊流潤(rùn)滑狀態(tài)，單純依靠流體動(dòng)壓效應(yīng)顯磁浮軸承是一種高性能非接觸式支承軸承，其高然不能滿足軸承對(duì)承載力的要求，因此水潤(rùn)滑軸承大速性能好、精度高，但承載力偏低，不適用于以提高都采用動(dòng)靜壓混合形式。加工效率為目標(biāo)的大切深工況需求。液體動(dòng)靜壓軸承綜合了液體靜壓軸承和液體動(dòng)壓當(dāng)前應(yīng)用最多的高速電主軸軸承是角接觸混合陶軸承的優(yōu)點(diǎn)，啟動(dòng)或停車時(shí)也可形成油膜以防止摩擦瓷球軸承，采用油氣潤(rùn)滑方式。其滾動(dòng)體使用熱壓磨損。動(dòng)靜壓軸承還能承受方向不斷變化的動(dòng)載荷以SiN
7、陶瓷球，采用“小珠密珠”結(jié)構(gòu)，軸承內(nèi)外圈及瞬時(shí)過(guò)載，特別適合于鏜、銑床和加工中心等切削仍為鋼圈。這種軸承結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，具振動(dòng)較大的工況，同時(shí)具備較大的承載力。由于動(dòng)靜有極限轉(zhuǎn)速高、溫升小、剛度大、便于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)壓軸承油膜動(dòng)壓效應(yīng)的承載量和軸的轉(zhuǎn)速Ⅳ成正比，點(diǎn)，適合高速運(yùn)行場(chǎng)合，它的DⅣ值已超過(guò)2．7×在主軸轉(zhuǎn)速越高的時(shí)候，其動(dòng)壓效果越明顯，承載力10mm·r／min。但陶瓷球軸承制造難度大、成本高，更高，剛性更好。由于滾珠與軌道為點(diǎn)接觸，局部接觸應(yīng)力很大，因此液體動(dòng)靜壓滑動(dòng)軸承分為深油腔動(dòng)靜壓軸承
8、和淺對(duì)拉伸應(yīng)力和缺口應(yīng)力敏感，壽命相對(duì)較短，精度較油腔動(dòng)靜壓軸承。其中淺油腔軸承可省去節(jié)流器，因收稿日期：2012—09一o1作者簡(jiǎn)介：張宏林(1972一)，男，工程師，碩士，主要從事數(shù)控機(jī)床的教學(xué)與科研工作。E—mail：elihui677543@si—第17期張宏林：電主軸主軸支撐形式及軸承材質(zhì)研究·121·為淺油腔本身還能兼作節(jié)流器，它利用孔式環(huán)面節(jié)流擊載荷時(shí))，因此軸承材料應(yīng)具
