角接触滚珠轴承的电主轴介绍

1．滚珠轴承

    电主轴结构一般采用角接触滚珠轴承支撑，轴承的配置形式取决于载荷的大小、方向，主轴的转速以及主轴的工作要求。

    角接触滚珠轴承在有轴向预加载荷的条件下才能正常工作。预加载荷不仅可消除轴承的轴向游隙，还可以提高轴承刚度以及主轴的旋转精度，抑制振动和滚珠自转时的打滑现象等。一般来说，预加载荷越大，提高刚度和旋转精度的效果就越好；但是另一方面，预加载荷越大，温升就越高，可能造成烧伤，从而降低使用寿命，甚至不能正常工作。因此，要根据不同转速和负载的高速电主轴来选择轴承最佳的预加载荷值。 

    滚珠轴承在高速旋转时，滚珠会产生很大的离心力和陀螺力矩，此时的离心力远大于切削时作用给滚珠的力，故此时轴承设计的主要参数不再是工作载荷，而应是转速。为了解决高速旋转的离心力问题，对于滚动轴承本身，可以采取下面的措施：
    （1）尽量减小滚珠直径，即减小滚珠的径向尺寸；
　　
    （2）采用密度小的热压烧结Si₃N₄陶瓷材料制作滚珠，即减小滚珠质量。Si₃N₄陶瓷材料具有密度小、弹性模量大、热胀系数小、耐高温、不导电、不导磁和导热系数小等优点。目前用热压Si3N4陶瓷制作滚珠，滚道仍然用轴承钢，这种轴承被称为陶瓷混合轴承。

2．非接触轴承
    非接触轴承是指空气静压轴承、液体动静压轴承以及磁悬浮轴承。
　　
    空气静压轴承用于高精度、高转速、轻载荷的场合。使用空气轴承的主轴单元，主轴转速可达150000r/min以上，但输出的扭矩和功率很小，主要用于零件的小孔磨削、钻孔加工和光整加工。
　　
    液体动静压轴承目前主要用于重载大功率场合。这种轴承是采用液体的动力和静力相结合的方法，使主轴在油膜中支撑旋转。其优点是径向和轴向跳动小、刚度高、阻尼特性好、寿命长，因此粗、精加工均适用。

    磁悬浮轴承是用磁力将主轴无接触地悬浮起来的新型智能化轴承。它的高速性能好、无接触、无摩擦、无磨损、高精度，不需润滑和密封，能实现实时诊断和在线监控，故被美国、法国、瑞士、日本和中国等很多国家作为研究对象。它是超高速主轴合适而且理想的主轴轴承，但价格昂贵，而且还有些技术问题尚未完全解决，因此它的推广使用受到了限制。
     
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