高速磨床主轴轴承预载荷的施加与测量计算

对磨床主轴的轴承装配形式及受力状况进行了分析，并用实例对预载荷的施加及测量计算加以详解，给出明确的可操作数据。     

平台框架轴承预载荷的精确控制

介绍了一种将测定轴承凸出量并修磨配对和测定轴承轴向位移量结合起来精确测定和控制成对轴承预载荷的方法。该方法既可测量轴承的轴向变形量，又可测出成对轴承的实际预载荷，减少了测量环节，提高了测试精度。     

带有浮动变位轴承的高速主轴系统轴承生热研究

为揭示带有浮动变位轴承的主轴系统中轴承摩擦生热规律,基于主轴系统模型与轴承热功率模型,计算了浮动变位轴承不同径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及主轴转速、轴承预紧力下主轴系统各轴承摩擦热功率,结果表明:浮动变位轴承的径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及角接触球轴承的预紧力显著影响系统中各轴承的滑动摩擦热功率;主轴转速对轴承滑动摩擦热功率和总摩擦热功率有较为显著的影响;由润滑剂黏滞阻力产生的摩擦热功率是轴承总摩擦热功率的主要来源。     

轴承安装配合方式对电主轴轴承-转子系统振动的影响

轴承-转子系统是决定电主轴单元工作性能的核心部件,而轴承的安装配合关系会直接影响系统的运行精度。考虑热膨胀和轴承内、外圈配合方式,建立了电主轴轴承-转子系统动力学模型,分析了内圈过盈配合和外圈间隙配合对转子振动特性的影响,并通过试验验证了模型的正确性。结果表明：转子振幅随内圈配合过盈量增大而减小,随外圈配合间隙量增大而增大,且外圈配合间隙量对转子振动影响更大;考虑热膨胀时的转子振幅小于不考虑热膨胀时的转子振幅。     

主轴轴承预载荷的计算

主轴是机床的关键部件之一，其刚性、寿命等对机床产生直接影响。机床主轴可分为外部传动式主轴和内装电动机式主轴，无论哪种主轴，所采用的轴承基本是高精度角接触轴承，可以是角接触滚子轴承、角接触球轴承，或是两者的组合。这些轴承都需要在有一定轴向载荷情况下运转工作，当轴向外载荷为零，在设计制造过程中施加于轴承上的载荷称为预载荷，预载荷的大小直接关系到轴承的工作速度、刚度及寿命。     

铁姆肯推出全新Timken MV系列机床轴承

铁姆肯公司近日宣布推出全新的Timken MV系列机床用角接触球轴承所具有的公差等级可满足高效控制机床主轴和其他转速超过百万dN值的严苛应用对轴承尺寸和运转精度的要求。     

保持架结构参数对高速主轴轴承动态性能的影响

对高速主轴轴承保持架的结构和动态稳定性进行试验研究，并推荐了保持架引导间隙与兜孔间隙最佳匹配的结构参数。     

四点接触球轴承内外圈沟道圆度误差对旋转精度的影响

以四点接触球轴承为研究对象,针对四点接触球轴承旋转精度开展研究,提出了同时考虑轴承内圈和外圈圆度误差的轴承旋转精度数值计算方法。以轴承径向跳动量描述轴承的旋转精度,根据四点接触球轴承的结构特点及运动关系,构建了轴承径向跳动的数学模型,并基于Matlab编写程序进行仿真计算。结果表明,内圈沟道谐波阶次不变时,轴承的旋转精度会随着谐波幅值的增大而降低;当内圈谐波阶次为3即内圈沟道廓形为三棱圆时,轴承径向跳动最小,轴承旋转精度最高;当外圈圆度误差谐波次数与钢球的个数存在整倍关系时,外圈的径向跳动最大,当外圈圆度误差谐波次数是钢球个数一半的奇数倍时,外圈径向跳动的值最小。     

高速角接触球轴承动态刚度的分析与计算

在Hertz接触理论的基本上，结合Newton-Raphone法，针对定位、定压两种不同的预紧方式，分析计算了轴向力和径向力联合载荷作用下高速角接触球轴承的动态刚度，结果表明：定位预紧下轴向刚度和径向刚度随转速增加而增大；定压预紧下轴向刚度随转速增加而减小，径向刚度随转速增加而增大。     

基于ADAMS轴承钢球与保持架冲击载荷分析

为研究滚动轴承不同冲击载荷下的动态性能规律,增强其抗冲击能力,延长使用寿命。以7305单列角接触球轴承作为分析对象,建立轴承的三维实体模型,再将其导入ADAMS软件中进行计算分析。采用ADAMS自带语言编写接触对程序快速定义接触副,使用step函数设置轴承载荷和转速工况。主要分析了不同轴向载荷、径向载荷、突变工况对轴承钢球与保持架冲击载荷的影响。分析结果表明,过小或过大的轴向载荷和较大的径向载荷,轴承钢球与保持架之间均会产生较大的冲击载荷。突变工况下,轴承载荷和转速变化幅度越大,变化时间越小,轴承的冲击载荷就越大。为以后的研究提供可靠的参考依据。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论,在100000r/min的转速范围内,对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明:各性能参数均呈现显著的非线性变化特征;随转速升高,轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升,且变化范围较大;陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承,与传统钢球轴承相比,其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

高速电主轴轴承热分析与实验研究

根据高速电主轴角接触球轴承中滚动体的运动情况,分析其受力状态,并考虑轴承预加载荷对滚动体在高速旋转状态下陀螺力矩的平衡效果,应用Palmgren经验公式计算轴承整体的摩擦热,然后依据传热学理论建立轴承的温升热模型,并用热网络法建立其热阻抗网络图,最后用120MD60Y6油雾润滑型电主轴的轴承进行试验验证.结果表明,轴承温升主要受转速、润滑油量、供气压力及载荷的影响,在主轴启动的初始阶段温升变化最快,且润滑油量和供气压力对轴承温升有一个最佳的适用范围.     

高速电主轴用脂润滑轴承性能试验

以高速磨削电主轴用角接触陶瓷球轴承B7005C/HQ1P4为研究对象,分别在油雾润滑和脂润滑下对轴承进行高速性能试验,通过对比分析转速、载荷与温升的关系研究了脂润滑轴承的高速性能。结果表明,在循环水冷却的条件下,转速低于40 000 r/min或dmn值小于1.44×106mm.r/min时,高速电主轴可以使用脂润滑陶瓷球轴承。     

高速电主轴支承刚度计算及模态分析

以某型号数控磨床用高速电主轴为研究对象,基于滚动轴承静力学推导了高速电主轴常用支承—角接触球轴承计及预紧接触角变化的径向刚度和多联组配轴向刚度计算公式,结果显示该计算公式比现有文献中相关计算更准确,讨论了轴向预紧力对支承刚度的影响规律。在得到支承刚度的基础上,在ANSYS中采用弹簧单元COMBIN14模拟主轴轴承支承,基于ANSYS对主轴部件进行了不同轴向预紧力和不同转速下的模态分析,讨论了转速和轴向预紧力对电主轴模态的影响。     

无装配条件下角接触球轴承旋转精度测量方法研究

角接触球轴承旋转精度检测需在合套状态下进行,增加了检测工序,不满足设计要求的轴承还需重新进行套圈配对。通过分析套圈接触状态,根据几何关系,建立了套圈精度参数解析模型。以7006型号为例,检测了套圈9个周向均布点的精度参数,计算得出的成品轴承径向跳动与旋转精度测量仪检测结果一致。为了得到旋转精度变化规律,采用4种曲线拟合轮廓,分别计算径向跳动变化,线性拟合函数得到的轮廓与检测结果接近。研究了沟曲率半径、沟底直径和壁厚差与旋转精度的关系,沟底直径分布规律影响旋转精度最明显,沟曲率半径几乎没有影响。文中方法可以实现仅检测套圈精度参数条件下即可得到成品轴承旋转精度,不仅有助于套圈配对,还避免了反复拆套合套。     

载荷作用下滚道误差对轴承旋转精度的影响分析

根据圆柱滚子轴承各零件间的几何关系,推导出轴承几何协调方程,将几何协调方程与载荷平衡方程联立进行迭代求解,建立基于载荷平衡与几何协调共同作用下轴承旋转精度的数学模型,研究了内圈滚道圆度误差谐波幅值、谐波阶次对轴承内圈径向跳动的影响。研究结果表明:随着内圈滚道圆度误差幅值增大,轴承内圈径向跳动增大;当轴承径向载荷增大时,内圈径向跳动变小;随着内圈滚道圆度误差阶次的变化,轴承内圈径向跳动呈现出波动,波动程度与轴承径向载荷有关;当轴承滚子个数与内圈圆度误差阶次呈整数倍时,内圈径向跳动最大。     

采用不同结构冷却系统时电主轴脂润滑轴承温度场仿真分析

针对高速电主轴采用脂润滑时发热量大且散热困难,极易导致润滑脂过热失效和轴承寿命缩短的问题,以B7009C轴承为研究对象,基于摩擦学和传热学理论,建立了不同转速下轴承发热量的数学模型,通过有限元软件仿真计算了无冷却结构下轴承和轴承座的温度场分布,结果表明高速下发生了润滑失效,需要设计针对性的冷却结构。分别设计了“一进一出单环形槽”“三进三出单环形槽”及“三进三出双环形槽”冷却模型对轴承外圈进行冷却,并对相同工况下3种冷却模型的温度场进行仿真分析,结果表明,达到稳态后,“三进三出双环形槽”冷却模型整体温度较低,温度分布均匀,有助于提高润滑脂的润滑性能,延长轴承寿命,减小冷却水道对轴承座支承刚度的影响。     

组配角接触球轴承的预紧力及刚度

基于单套角接触球轴承轴向刚度的计算方法,利用轴承载荷、位移和刚度的相互关系确定了多联组配轴承预紧力及轴向刚度,给出了相应的计算通式.并根据两联组配轴承径向刚度计算方法,推导出多联组配轴承径向刚度计算通式.     

机器人用四点接触球轴承旋转精度影响因素

针对机器人用四点接触球轴承旋转精度难以预测和控制的问题,提出了同时考虑轴承内圈沟道和外圈沟道圆度误差的轴承旋转精度数值计算方法。根据轴承内部元件运动学和几何学关系建立轴承旋转精度数值计算模型。使用MATLAB编写轴承旋转精度求解程序,得到内圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、外圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、钢球直径偏差及钢球个数对轴承旋转精度的影响规律。进行了轴承旋转精度试验,验证了仿真结果的正确性。轴承旋转精度涉及很多指标,所研究的四点接触球轴承旋转精度衡量指标指轴承外圈径向跳动。结果表明:轴承外圈径向跳动随着内外沟道圆度误差幅值的增大先平稳后快速增大,随着内圈外沟道圆度误差谐波阶次的增大呈现周期性变化,随着钢球直径偏差的增大呈线性减小,随着轴承内部钢球个数的增大呈指数减小。所建模型解决了四点接触球轴承旋转精度难以进行理论求解的问题,能够准确预测轴承的旋转精度,为四点接触球轴承的精度设计提供了理论基础。     

轴承配对形式对高速内圆磨削主轴性能的影响

通过对包含滚动轴承特性在内的主轴系统横向微分运动进行分析,确定出支承轴承配对形式对高速内圆磨削主轴临界转速和轴端刚度产生的影响关系,并给出了在电主轴实际应用中支承轴承配对形式的选择原则.