如何正確的預緊和配置高速加工中的機床主軸軸承

高速機床采用電動機與主軸融合在起的電主軸，是種直接依賴于高速軸承、電動機、精密數控與精密制造等技術的高度機電體化的功能單元，高速加工中的機床主軸軸承由于省去了中間傳動環節，其轉速般可達到每分鐘幾萬甚至十幾萬轉。

電主軸內部的支承核心——主軸軸承，承受較大的徑向和軸向載荷，需具有較高的回轉精度和較低的溫升，盡可能高的徑向和軸向剛度，較長的、保持精度的使用壽命。因此，主軸軸承的性能對電主軸的使用功能為重要。目前在高速主軸單元中采用較多的支承軸承是角接觸球軸承。

為了保證主軸單元的剛性、旋轉精度，并控制滾動體的公轉和自轉打滑，降低噪聲等，需要對主軸軸承施加定的預緊載荷。

例如，角接觸球軸承能承受徑向和個方向的軸向載荷，在徑向載荷作用下，軸承內部產生個沿軸向方向作用的力，需要有另相對的外力(預載荷)來平衡。合適的預載荷不僅可以消除軸承的軸向游隙，控制滾動體的旋轉滑動，還能減小高速旋轉時滾動體與內、外圈滾道接觸角的變化，以影響整個系統的阻尼性，從而提高軸承剛度和旋轉精度；另外，還可以降低振動噪聲、控制溫升和延長疲勞壽命。但是預載荷過大，會加劇軸承的摩擦，使溫升迅速提高，以致造成燒傷，降低使用壽命。

角接觸球軸承般采用軸向預緊，又可分為定位預緊和定壓預緊。即采用改變軸承結構和采用預緊力補償原理2種方法來實現預載荷的控制。對于定位預緊，在轉速不太高和變速范圍比較小的情況下，采用剛性預載荷來施加預載荷；定壓預緊則是在轉速較高和變速范圍比較大的情況下，使用彈性預載荷裝置來調整預緊力大小，可減小溫度和速度對預載荷的影響。

研究表明，配對軸承存在預載荷值，其值與多種因素有關。因此在確定預載荷時，應綜合考慮軸承的組配方式、工作轉速、系統剛度及壽命等因素。

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