精密轴承精密轴承配置问题

对于一些高精密度的进口轴承而言，其配置要求也是很高的，关于精密轴承的配置问题。

精密轴承的传统应用领域是机床主轴，根据工序的不同，机床主轴有不同的要求。一般而言，车床主轴用于在较低的速度和较大的切削负荷下切削金属。这种类型的主轴通常都通过皮带轮或齿轮传递驱动转矩。这意味著主轴驱动端的负荷也相当大。

此类应用对速度的要求不太高，更重要的参数是刚度和负荷承载能力。一种很常见的方法是在主轴的工作端安装一个列圆柱滚子轴承和一个双列角接触推力球轴承，而同时在主轴的驱动端使用一个双列圆柱滚子轴承。这种配置可以确保很长的工作寿命和极佳的刚性，从而生产出优质工件。而且，从运动学的角度而言轴承可以稳定地工作，因为两种类型的轴承(径向和轴向)分别承载了施加到主轴上的负荷(事实上，为了防止角接触推力球承承载径向负荷，外国外径有特殊的公差可以确保其决不会接触轴承座)。

在设计这些类型的主轴时(这通常适用于负荷较重时)，一条有关轴承位于轴上何处的经验法则是前后支撑的中心之间的距离为轴承内径的3-3.5倍。

在需要较高速度时(即高速加工中心或内圆磨削)，需要找出不同的轴承解决方案。很明显，在这些情况下需要在刚度和承载能力方面作出一点牺牲。高速应用通常采用由直联电机和/或联轴器的直接驱动主轴(即所谓的机动主轴) 。

将角接触球轴承装入主轴后，安装精度的校验顺序如下(以轴径为60　100mm的普通车床为例)：

(1)测量轴和轴承座孔的尺寸，以确定轴承的配合精度，配合要求如下：

内圈与轴采取过盈配合，过盈量0～ 4μm(在轻负荷、高精度时为0)；外圈与轴承座孔采取间隙配合，间隙量0～ 6μm(但在自由端的轴承使用角接触球轴承时，还可增大间隙)；轴与座孔表面圆度误差在2μm以下，轴承所用隔圈的端面平行度在2μm以下，轴肩内端面对外端面的跳动在2μm以下；轴承座孔挡肩对轴线的跳动在4μm以下；主轴前盖内端面对轴线的跳动在4μm以下。

(2)固定端前轴承在轴上的安装

将轴承用洁净的清洗煤油进行彻底清洗，对于脂润滑，先将含有3%～5%润滑脂的有机溶剂注入轴承作脱脂清洗后，再用油枪将定量的润滑脂填入轴承内(占轴承空间容积的10%～15%)；加热轴承使升温20～30℃，用油压机将轴承装入轴端；将紧定套压在轴上并以合适的压力抵住轴承端面使其轴向定位；将弹簧秤的带子卷在轴承外圈上，用测量启动力矩的方法校验所规定的预负荷是否有大幅度的变动(即使轴承很正确，但由于配合或保持架的变形，预负荷也有变化的可能)。

(3)将轴承轴组合体装入座孔

加热座孔使升温20～30℃,用连续轻缓的压力将轴承轴组合体装入座孔；调整前盖，使前盖的紧固量为0.02～0.05μm，以轴承座外端面为基准，将千分表的表头抵触在轴颈表面上，将轴旋转测量其跳动，要求误差在10μm以下；将千分表定位在轴上，表头抵触后座孔内表面，将轴旋转以测量轴承座前后座孔的同轴度。

(4)将自由端轴承选择性地放在可能抵消偏差的位置，安装到轴承座后支承位置，尽可能地抵消相互间的圆度偏差和同轴度偏差 。

为了保证轴承在安装后不产生过大的变形，必须做到：

(1)轴与座孔的圆度以及挡肩的垂直度要按照轴承的相应精度来要求。

(2)既要精确计算旋转套圈配合的过盈量，也要精确计算固定套圈的合适配合量。

旋转套圈灼过盈量在可能范围内也宜取得较小。只要切实保证工作温度下的热膨胀影响，以及最高转速下的离心力影响，才不致造成紧配合表面的蠕动或滑动。固定套圈根据工作载荷大小和轴承尺寸，选取极小的间隙配合或过盈配合，过松或过紧都不利于保持原来精确的形状。

(3)轴承如在高速条件下运转，而且工作温度较高，应特别注意旋转套圈的配合不可过松，以防止出现偏心振动，以及固定套圈的配合不可出现间隙，以防止套圈在负荷下变形并激发振动。

(4)对固定圈采取小过盈配合的条件是相配表面双方都有很高形状精度和较小的粗糙度，否则造成安装困难而拆卸更难，此外，还需要考虑主轴热伸长的影响。

(5)使用成对双联角接触球轴承的主轴，多半载荷较轻，其配合过盈量如偏大，则其内部的轴向预紧量将显著偏大，造成不利影响。使用双列短圆柱滚子轴承的主轴以及圆锥滚子轴承的主轴，其载荷相对较大，所以其配合过盈也相对较大 。

由于精密轴承本身的精度在1μm以内，因此要求与其相配机件(轴、轴承座、端盖、挡圈等)有很高尺寸精度和形状精度，特别是配合面精度要控制在与轴承相同的水平内，这一点至关紧要，而也最易被忽视。

必须还注意精密轴承的相配机件如果达不到上述要求，常使精密轴承在安装后发生比原轴承误差大数倍，甚至10倍以上的误差，完全不成其为精密轴承，原因是相配机件的误差往往不是简单地叠加到轴承的误差上，而是以不同的倍数放大后加上去的 。

轴承在主机中安装完毕后，如测量主轴的径向跳动，可发现其每一转的测值都有一定的变化；连续进行测量时，可发现经过一定转数后，此变化会近似地重复出现。衡量这种变化程度的指标为循环旋转精度，变化近似地重复出现所需的转数代表循环旋转精度的“准周期”，在准周期内的量值变化幅值大，即为循环旋转精度差。

如对主轴加以适当的预负荷，将转速逐步升高至接近工作转速，以实行轴承的“磨合”作用，可以提高主轴的循环旋转精度 。

为了提高轴承安装时的实际配合精度，必须利用不使轴承变形的测量方法和测量工具，对轴承的内孔和外圆的配合表面尺寸进行实际的精密测量，可将有关内径和外径的测量项目全部予以测出，并且对测得数据作出全面分析，以此为据，精密配作轴与座孔的轴承安装部位的尺寸。在实际测量所配作的轴与座孔的相应尺寸和几何形状时，应在与测量轴承时相同的温度条件下进行。

为保证有较高的实际配合效果，轴和座孔与轴承相配的表面，其粗糙度应尽可能地小。

在作上述测量时，应该在轴承的外圆和内孔上，以及轴和座孔的对应表面上，在靠近装配倒角的两侧，分别作出能示明最大偏差方向的两组标记，以便在实际装配时，使相配两方的最大偏差对准同一方位，这样在装配后，双方的偏差得以部分抵消。

作出两组定向标志的目的，在于对偏差的补偿可以综合考虑，即使两端支承各自的旋转精度有所提高，又使两支承间的座孔和两端轴颈的同轴度误差得到部分消除。对配合表面实行表面强化措施，如喷砂处理，用直径略大的精密塞柱插塞一次内孔等，都有利于提高配合精度 。

精密轴承与普通轴承应从以下几点来进行区分：

1、尺寸要求值不一样，精度等级高的产品其尺寸偏差（内径、外径、椭圆等）都比精 度等级低的产品要求的值要小；

2、旋转精度的要求值不一样，精度等级高的产品其旋转精度（内径向跳动、外径向跳动、端面对滚道的跳动等）都比精度等级低的产品要求的值要严；

3、表面形状和表面质量的要求值不一样，精度等级高的产品其表面形状和表面质量（滚道或沟道的表面粗糙度、圆形偏差、沟形偏差等）都比精度等级低的产品要求的值要严；

4、精度等级特别高的产品其材料要比一般精度等级的产品的材料性能更为有利。

一般情况下，滚动轴承成品的精度等级分为以下六个等级（由低到高）：0；6；6X；5；4；2 。