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三支承主轴组件优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:5-43所示主轴组件结构在一般车床中较为常见。其特点是为增加长径比较大主轴的支承刚性,提高加工精度,该主轴组件在中间部位增设了深沟球轴承3,然而该中间支承对主轴不起主要定位作用,属浮动支承,而该主轴的主要支承分别由前后轴承承担,属三支承中的前后支承为主,中间支承为辅的类型,它的支承定位方式是前端定位,后端松弛。后支承则采用一个深沟球轴承,该轴承为辅助支撑,轴在孔内轴向浮动,不需定位。

三支承主轴组件优化方案

5-43所示主轴组件结构在一般车床中较为常见。其特点是为增加长径比较大主轴的支承刚性,提高加工精度,该主轴组件在中间部位增设了深沟球轴承3,然而该中间支承对主轴不起主要定位作用,属浮动支承,而该主轴的主要支承分别由前后轴承承担,属三支承中的前后支承为主,中间支承为辅的类型,它的支承定位方式是前端定位,后端松弛。

该主轴前后支承中均采用双列向心短圆柱滚子轴承承受径向力,前轴承调整间隙和预紧时先将螺母10松开,然后转动螺母4,使套8相对主轴向右推动轴承内圈,以消除间隙,后轴承间隙用螺母1调整。两个推力球轴承6和7位于前支承中,分别承受两个方向的轴向力,推力球轴承用螺母5调整间隙。前支承中的径向轴承和推力轴承的间隙采用分别调整的方法,使它们的预紧量互不影响,提高了主轴的工作性能。该结构一般适用于轴颈直径在100 mm以上的场合。

1)CW6163型普通车床主轴组件

图5-43 CW6163型普通车床主轴组件结构装配简图

1、4、5、10—螺母;2—双列滚子轴承;3—深沟球轴承;6、7—推力球轴承;8—套;9—双列滚子轴承

2)CK6150型数控车床主轴组件

图5-44所示是CK6150型数控车床主轴组件结构装配图,它是以前、中支承为主、后支承为辅的三支承结构。前、中支承均采用圆锥滚子轴承,为面对面布置,承受切削力和齿轮传动产生的大部分载荷。蝶形弹簧用以控制预紧力并补偿热膨胀。后支承则采用一个深沟球轴承,该轴承为辅助支撑,轴在孔内轴向浮动,不需定位。该主轴的定位支承方式为两端定位—调隙。

该轴支承结构的优点是前、中轴承的跨距较短,比较接近轴支承的最佳跨距。但前、中轴承受力后的径向位移对加工精度影响较大,故对轴承的精度和刚度以及精度的保持性要求较高,对孔、轴的加工工艺要求也较高。

图5-44 CK6150型数控车床主轴组件结构装配简图

在三支承结构设计中,三个轴承只能对两个主要支承设计预紧结构,而辅助支承的轴承必须保持一定的游隙,不能预紧。

思考与练习

1.主轴组件的设计应满足哪些基本要求?

2.选择主轴轴承配置型式时,应满足哪些主要要求?(www.xing528.com)

3.主轴的传动常采用哪些方式,各有何特点?

4.滚动轴承间隙调整的方法常用的有哪几种?调整螺母的防松常用哪些结构?

5.试分析主轴前轴承的精度通常比后轴承高一级的原因。

6.试述短三瓦滑动轴承的工作原理。该轴承能否用于精密车床主轴,为什么?

7.试述液体静压轴承的工作原理和主要优、缺点。

8.符合轴向静定原则的主轴定位支承方式有哪三种?试简述各支承方式的特点。

9.常用轴承中,哪些轴承可以单独用作固定支承,哪些必须成对使用才能作为固定支承,哪些不可作为固定支承?

10.试分析图5-45所示某车床主轴结构中,轴承间隙的调整方法、螺母的防松方式、主轴的定位支承方式及主轴受到双向轴向力时力的传递路线。

图5-45 某车床主轴组件结构装配图

学习成果达成要求

支撑件和导轨的性能影响机械装备整体性能,正确地进行支承件和导轨的结构设计对提高装备整体性能的基础,具有重要意义。

学生应达成的能力要求包括:

1.能针对具体的机械装备,设计、选择合理的支承件结构。

2.能够结合设计条件,正确地选择导轨结构及其组合形式。

机械装备中支承件和导轨一般具有很大的整机重量占比,一台机床支承件和导轨的重量可占其总重量的80%~85%,同时支承件和导轨的性能直接影响整机性能。因此,应正确地进行支承件的结构设计和导轨的配置。

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