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機床主軸和轉臺用軸承選用（下）

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 轉臺軸承的合理選型

 
數控機床中常用的回轉工作臺有分度工作臺和數控回轉工作臺。數控機床在加工某些零件的時候，除了需要X、Y、Z三個坐標軸的直線進給運動外，有時候還需要有繞X、Y、Z三個坐標軸的圓周運動，分別稱為A、B、C軸。
 
數控回轉工作臺可用來實現圓周進給運動，除此之外，還可以完成分度運動。而分度工作臺的功用只是將工件轉位換面，和自動換刀裝置配合使用，實現工件一次安裝能完成幾個面的多種工序，因此，大大提高了工作效率。數控轉臺的外形和分度工作臺沒有多大差別，但在結構上則具有一系列的特點。由于數控轉臺能實現進給運動，所以它在結構上和數控機床的進給驅動機構有許多共同之處。不同點是驅動機構實現的是直線進給運動，而數控轉臺實現的是圓周進給運動。
 
回轉工作臺廣泛地使用于各種數控銑床、鏜床、各種立車以及立銑等機床。除了要求回轉工作臺能很好地承受工件重量外，還需要保證其在承載下的回轉精度。轉臺軸承，作為轉臺的核心部件，在轉臺運行過程中，不僅要具有很高的承載能力，還需具備高回轉精度、高抗傾覆能力、以及較高的轉速能力等。
 
1. 推力球軸承+圓柱滾子軸承
 
推力球軸承能承受一定的軸向力，所以該軸承主要用于承受工件的重量；而圓柱滾子軸承主要用于徑向的定位和承受外部的徑向力（例如切削力、銑削力等）。該類設計應用廣泛，并且成本也相對比較低廉。由于推力球是一種點接觸的軸承，所以它的軸向承載力相對比較有限，主要用于小型或中型的機床回轉工作臺。此外推力球的潤滑也比較困難。
 
2. 靜壓軸承+精密圓柱滾子軸承
 
靜壓軸承是一種靠外部供給壓力油，在軸承內建立靜壓承載油膜以實現液體潤滑的滑動軸承。液體靜壓軸承從起動到停止始終在液體潤滑下工作，所以沒有磨損，使用壽命長，起動功率小；此外，這種軸承還具有旋轉精度高，油膜剛度大，能抑制油膜振蕩等優點。精密圓柱滾子軸承具有很好的徑向承載力，并且由于采用了精密級的軸承，回轉工作臺的回轉精度也能得到保證。使用該類設計的回轉工作臺能承受很高的軸向力，有些工件的重量超過200t以上，轉臺直徑超過10m。但是該類設計也有一些不足之處，由于靜壓軸承必須附帶一套專用的供油系統來供給壓力油，維護比較復雜，而且成本也比較高。
 
3. 交叉滾子軸承 
 
交叉滾子軸承（圖3）在轉臺上的應用比較普遍。交叉滾子軸承的特征是軸承中有兩個滾道, 兩排交叉排列的滾子。與傳統的推力軸承+徑向定心軸承組合相比，交叉滾子軸承結構緊湊、體積小巧，并簡化了工作臺設計，從而降低了轉臺的成本。 
 
另外，由于使用了優化的預緊力，該類軸承具有很高的剛度，因而轉臺的剛度和精度也都得到了保證。得益于兩排交叉滾子的設計，軸承的有效跨距能被顯著提高，所以該類軸承具有很高的抗傾覆力矩。在交叉滾子軸承中，又分成兩種類型：第一種是圓柱交叉滾子軸承，第二種是圓錐交叉滾子軸承。通常，圓柱交叉滾子軸承價格比圓錐交叉滾子軸承低，適用于轉速相對較低的轉臺應用中；而圓錐交叉滾子軸承采用了圓錐滾子的純滾動設計，具有運轉精度高，轉速能力強，減少了軸長度和加工成本等優勢。交叉滾子軸承適用于各種類型的立式或臥式鏜床，以及立磨、立車和大型齒輪銑床等應用。 
 
總而言之，軸承作為機床主軸和轉臺的核心部件，對機床的運行表現起到了舉足輕重的作用。為了能選擇合適尺寸和類型的軸承，我們需要綜合考慮各種工況條件，例如運行速度、潤滑、安裝類型、主軸剛度、精度等要求。就軸承本身而言，只有充分地了解它的設計特點以及由此帶來的優點和缺點，才能發揮出軸承的最佳性能。
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