機(jī)床主軸是整個(gè)機(jī)床的心臟，是實(shí)現(xiàn)工件加工精度，直接影響機(jī)床性能的關(guān)鍵部位。當(dāng)今高速、高的生產(chǎn)方式對(duì)主軸的速度、精度、負(fù)載能力和運(yùn)行噪音提出了更高的要求，因此主軸的設(shè)計(jì)制造者面對(duì)巨大的挑戰(zhàn)，而正確的軸承選型分析可幫助主軸制造商應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。對(duì)于精密軸承的選擇，需要綜合考慮以下各種因素：精度、剛度、轉(zhuǎn)速及載荷等。根據(jù)具體的應(yīng)用要求，確定哪種因素更為重要，再進(jìn)行有針對(duì)性的選型。下文將分別介紹不同類(lèi)型的超精密角接觸球軸承以及它們所適用的應(yīng)用環(huán)境。

.標(biāo)準(zhǔn)系列的主軸軸承

此系列分為P4和P4S，內(nèi)外圈及滾動(dòng)體般采用52100淬透鋼。在定條件下，脂潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)速可達(dá)到650,000 DN，油潤(rùn)滑可達(dá)到1,000,000 DN。與高速系列相比，標(biāo)準(zhǔn)系列的滾動(dòng)體直徑較大、預(yù)緊力較高，適用于切削載荷大且系統(tǒng)動(dòng)態(tài)剛性要求高的場(chǎng)合。

此外，潤(rùn)滑脂的添加量是選型中需要考慮的重要條件。潤(rùn)滑脂添加過(guò)多，會(huì)嚴(yán)重影響軸承散熱，運(yùn)行溫度將急劇上升，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑脂壽命迅速下降，也縮短軸承使用壽命；潤(rùn)滑脂添加過(guò)少，無(wú)法形成定的潤(rùn)滑油膜來(lái)分離軸圈和滾動(dòng)體，彼此之間的摩擦?xí)斐奢^高的溫升，同樣影響軸承壽命。對(duì)于不同轉(zhuǎn)速，的加脂量也相應(yīng)不同。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于500,000 DN時(shí)，加脂量應(yīng)為軸承內(nèi)部自由空間的25% - 40%；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于500,000 DN時(shí)，加脂量應(yīng)為軸承內(nèi)部自由空間的15% ~ 20%。需要注意的是標(biāo)準(zhǔn)系列的保持架有兩種類(lèi)型：滾動(dòng)體引導(dǎo)的尼龍保持架和外圈引導(dǎo)的膠木保持架。兩類(lèi)軸承的內(nèi)部自由空間不同，計(jì)算加脂量時(shí)應(yīng)該予以區(qū)分。

二. 陶瓷球系列的主軸軸承

此系列為P4S，內(nèi)外圈般為52100淬透鋼，滾動(dòng)體為陶瓷材料。在定條件下，脂潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)速可達(dá)到750,000 DN，油潤(rùn)滑可達(dá)到1,500,000 DN。動(dòng)態(tài)徑向和軸向承載能力與標(biāo)準(zhǔn)系列相當(dāng)，但剛性提高50%；陶瓷的重量比鋼材輕60%，降低了滾動(dòng)體離心力的作用，從而減少了打滑與自旋現(xiàn)象，與滾道之間的發(fā)熱量也相應(yīng)減少，軸承壽命延長(zhǎng) ；同時(shí)陶瓷球熱膨脹系數(shù)低，高速運(yùn)行溫度上升時(shí)，比標(biāo)準(zhǔn)系列的鋼球預(yù)緊力小，發(fā)熱量小。經(jīng)過(guò)比較，陶瓷球系列的轉(zhuǎn)速約為標(biāo)準(zhǔn)系列的1.5倍，理論運(yùn)行壽命可高達(dá)3 5倍 ；當(dāng)高轉(zhuǎn)速和高承載能力、高剛性同時(shí)需要被滿足時(shí)，應(yīng)該考慮選用陶瓷球系列，并將加脂量控制在軸承內(nèi)部自由空間的15% ~ 20%。

三. 高速系列的主軸軸承

此系列為P4S，內(nèi)外圈般為52100淬透鋼，滾動(dòng)體可選擇52100淬透鋼或者陶瓷材料，并且具有開(kāi)放式和雙側(cè)非接觸密封式兩種類(lèi)型。在定條件下，脂潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)速可達(dá)到850,000 DN ~ 1,000,000 DN，油潤(rùn)滑可達(dá)到1,700,000 DN ~ 2,000,000 DN。

高速系列通常應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速加工設(shè)備，例如高速加工中心、高速銑床，因其能夠滿足低發(fā)熱、低運(yùn)行溫度及高剛性的使用要求。這系列的主要優(yōu)點(diǎn)是 ：，滾動(dòng)體直徑減小且數(shù)目增多，精密設(shè)計(jì)的滾道外形，使?jié)L動(dòng)體與滾道的接觸區(qū)域減小，摩擦發(fā)熱減少 ；二，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)小尺寸滾動(dòng)體所受離心力減小，打滑與自旋現(xiàn)象減弱，接觸區(qū)域的發(fā)熱量減少 ；三，內(nèi)外圈均有高低擋肩，為潤(rùn)滑劑提供了更加方便的通道，可以及時(shí)帶走運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量；四，潤(rùn)滑劑對(duì)滾動(dòng)體的剪切影響變小，發(fā)熱量減少。當(dāng)轉(zhuǎn)速要求更高時(shí)，還可以選擇限轉(zhuǎn)速和動(dòng)態(tài)剛性更高的Timken陶瓷球高速系列，進(jìn)步減少運(yùn)行中的發(fā)熱量，從而實(shí)現(xiàn)更低的運(yùn)行溫度。高速系列軸承產(chǎn)品的內(nèi)部發(fā)熱量對(duì)比。