机床主轴常用轴承（机床主轴轴承安装_数控机床主轴的结构）

机床主轴轴承是精密机床及类似设备的主轴轴承，保证精密机床的工作精度和性能。

数控机床主轴：指机床上驱动工件或刀具旋转的主轴。通常，主轴部件由主轴、轴承和传动部件(齿轮或皮带轮)组成。在机器中，主要用来支撑传动部件，如齿轮、滑轮等，传递运动和扭矩，如机床主轴(有的用来夹紧工件)、主轴等。除了刨床、拉床等主运动是直线的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。

衡量主轴部件性能的主要指标是回转精度、刚度和速度适应性。

(1)旋转精度：主轴旋转时影响加工精度方向的径向和轴向跳动(见形位公差)主要取决于主轴和轴承的制造和装配质量。

(2)动静态刚度：主要取决于主轴的弯曲刚度，轴承的刚度和阻尼。

(3)速度适应性：最大允许速度和速度范围主要取决于轴承的结构和润滑以及散热情况。

数控机床的机械主轴和电主轴结构

机械主轴

机械主轴结构

高速主轴

数控机床主轴常用几种滚动轴承。机床主轴在带有刀具或夹具的支架中旋转，需要传递切削扭矩，承受切削阻力，保证必要的旋转精度。数控机床主轴支架根据主轴部件的转速、承载能力、回转精度等不同要求，采用不同种类的轴承。一般中小型数控机床(如车床、铣床、加工中心、磨床)的主轴部件大多采用滚动轴承；重型数控机床采用静压轴承；高精度数控机床(如坐标磨床)采用空气静压轴承；高转速(2 ~ 100000转/分)的主轴可采用磁力轴承或陶瓷球轴承。在各种类型的轴承中，滚动轴承是最常见的。图1显示了几种常用于主轴的滚动轴承。

(a)双列圆柱滚子轴承(b)双列推力径向球轴承(c)双列圆锥滚子轴承

(d)带法兰的双列圆柱滚子轴承(e)带弹簧的单列圆锥滚子轴承。

图1主轴常用的几种滚动轴承的结构

1.主轴滚动轴承的配置

根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构复杂程度，合理配置轴承，可以提高主传动系统的精度。使用滚动轴承有许多不同的配置。目前数控机床主轴轴承的配置主要有几种形式，如图2所示。

图2数控机床主轴的配置形式

在图(a)所示的配置中，前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和60角接触球轴承的组合来承受径向和轴向载荷，后支撑采用成对角接触球轴承。这种配置可以提高主轴的综合刚度，满足强切削的要求，广泛应用于各种数控机床中。在图(b)所示的配置中，前轴承采用角接触球轴承，由2 ~ 3个轴承组成，背靠背安装，承受径向和轴向载荷，后轴承采用双列短圆柱滚子轴承，适用于高速重载的主轴部件。图(c)所示的前后轴承采用成对角接触球轴承承受径向和轴向载荷，这种配置适用于高速、轻载和精密。如图(d)所示，前支撑采用双列圆锥滚子轴承承受径向和轴向载荷，后支撑采用单列圆锥滚子轴承。这种配置可以承受重载荷和强动载荷，具有良好的安装和调整性能，但主轴速度和精度的提高有限。这是西装

预紧主轴滚动轴承，合理选择预紧量，可以提高主轴部件的回转精度、刚度和抗振性。滚动轴承游隙的调整或预紧通常是通过轴承内外圈的相对轴向运动来实现的。

图3滚动轴承的预紧方法

(1)轴承内圈的移动该方法适用于圆锥孔双列圆柱滚子轴承。螺母通过套筒推动内圈在锥形轴颈上轴向移动，使内圈变形膨胀，对滚道产生干涉，从而达到预紧的目的。图3显示了移动轴承内圈的几种预紧形式。图(a)结构简单，但预紧量不易控制，常用于轻载机床的主轴部件。图(b)用合适的螺母限制内圈的运动，便于控制预紧力。图(c)主轴法兰上均匀分布几个螺钉来调整内圈的移动，调整方便，但用几个螺钉调整容易使垫圈歪斜。图(d)将靠近轴承右端的垫圈做成两个半环，可以径向取出。研磨其厚度可以控制预紧力，调整精度高。调节螺母一般用细螺纹，便于微调，调节后要锁紧锁紧。

(2)通过研磨轴承的内圈和外圈，可以调整轴承的预载荷。图4显示了两种形式的研磨。图(a)显示轴承的宽边彼此相对安装(背对背)。此时对轴承内圈内侧进行磨削，增加游隙A；图(b)显示外围的窄边是相对安装的(面对面)。此时，轴承外圈的窄边被研磨。安装时，按照图示的相对关系装配，用螺母或法兰盖将两个轴承轴向压在一起，使两个研磨端面紧密贴合，从而在两个轴承的滚道之间产生预紧。

(a)研磨轴承内圈的内侧。

(b)研磨轴承外圈的内侧。

图4研磨轴承座圈

机床主轴的拆卸与安装当机床主轴因损坏需要更换时，应先拆卸原主轴，装配新主轴，完成动平衡后，再重新安装机床。这里需要注意的是，新主轴的零件可以使用原主轴的好零件，如完好的轴承等。但装配后，应进行动平衡试验后才能使用。如果动平衡不好，噪音会相当大，轴承等零件也容易损坏。

首先，拆卸损坏的主轴。先取下顶部气缸，然后拧开堆叠弹簧压块。注意堆叠弹簧压块中有紧固顶部螺钉。松开螺纹前，先松开顶部螺钉。如果要拆下主轴的芯子，必须先拆下皮带轮，用后螺母压住。先拧下后螺母上的压紧螺钉，然后拆下后螺母，这样就可以拆下皮带轮了。最后，至少需要两个人才能取下轴芯——，包括气缸、内外套筒。一人拆卸轴承端盖螺丝，另一人注意保护，用手托住主轴筒底部。拆下轴承端盖时，主轴芯可能会掉落。这时，两个人同时按住下面的纺锤芯。如果无法取下芯轴，他们可以用钢棒轻轻敲下，最后取下芯轴。

然后就是主轴的安装。安装主轴之前，请执行以下操作：

拧紧拉杆和推杆。它们通过螺纹连接。

用汽油清洗壳体内壁和主轴套筒，防止安装时杂质进入，影响配合质量。此时主轴套筒尺寸为110mm0.0065mm，与壳体内壁过渡。

九对叠放的弹簧由于长期使用机床，布满了油灰。用汽油或煤油清洗干净，然后加入黄油——锂基润滑脂或钙基润滑脂，可以延长叠簧的使用寿命。

添加润滑油

做好基础准备，主轴动平衡后，就可以安装主轴了。先按图纸装配好拉杆、推杆、立柱、轴承、内套和外套(内套和外套之间有间隙，以改变轴承的转动)。两个人从外壳底部托起，另一个人拧紧轴承端盖，这样主轴芯就不会脱落。然后，装上滑轮，背螺母，挡圈，九对折叠弹片，叠好弹簧，压块。最后，安装压缩气缸。这里需要注意的是，如果轴承端盖的高度与轴承的深度高度不一致，可以通过轴承端盖来调整高度。同时，压下下轴承端盖和上轴承压块。