铁姆肯超精密球轴承规格构造分析 2016/12/24 12:35:20

    铁姆肯超精密球轴承优化的速度、刚度、精度和载荷通常是客户的主要设计目标,这通常会要求识别决定轴承最后选型的诸多特性。以下设计变量会影响到轴承的性能:

接触角

  接触角形成于滚动体和滚道之间,支撑径向载荷和轴向(推力)载荷的合成载荷。深沟(康拉德)轴承的接触角为0 ?,最适合支撑径向载荷或两个方向的轴向载荷。为了支撑较高的轴向载荷或合成载荷,通常最好采用角接触轴承。为了在任何方向支撑其他径向载荷和轴向载荷,在相反方向装上轴承组件。

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    绝大多数铁姆肯公司的角接触超精密球轴承有标准的大接触角( 25 度)和小接触角( 15 度),如果需要,还有其他选项。各类轴承都有其最适合机床主轴的特性。基本是根据主要载荷方向选择接触角。

*15度——当主要是径向加载时使用,用于很高的速度应用

*25度——当主要是轴向加载时使用

*60度——轴向刚度最高,用于滚珠丝杠支撑轴承

  

    高速产生滚珠上的离心力,较低的接触角对处理离心力更有利,因为速度越高,内部径向载荷越高。

    主轴旋转速度受轴承组件内部产生的热量限制。如图 16所示,较低的接触角能够减少热量产生、从而运行温度低、速度高

铁姆肯轴承.png

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双列、等内径轴承(在标准预载荷和接触角条件下)的轴向挠度如下所示:

  图 17 的比较曲线表示 25度接触角轴承,在轴向载荷下,轴向刚度比 15度接触角轴承大。相同两类角接触球轴承的径向挠曲度特性曲线可通过图 18 中的图进行类似比较。这些曲线表示当使用较低的 15度角的轴承时,径向挠度降低。

  通常来说, 15度接触角轴承的等效预载荷水平的力大约是25度接触角轴承预载荷水平的一半。铁姆肯公司的所有机床等

级的角接触轴承的预载荷值都是通过准确计算,能够达到优化的性能,满足较大范围的应用要求。

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    铁姆肯公司的滚珠丝杠支撑轴承的接触角设计成 60 度,用于低速运转,并在标准超精密机床球轴承中的轴向刚度最高。随着接触角增大,轴向刚度也增大,径向刚度减小,因而最大运行速度降低。


规格/系列

  如前所述,随着轴承尺寸加大,离心力增加,轴承的速度能力降低。增加 ISO 横截面积系列,轴承的能力得到改进,能承受较高的载荷(如图 20 所示)。

9300 系列:载荷超轻、速度高

9100 系列:载荷特轻、速度高

200 系列: 载荷轻

300 系列: 载荷中等

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当设计考虑刚度时,通常会确定希望的主轴和相应的轴承内孔直径尺寸,速度能力和载荷能力,然后再决定所选系列。


构造

   WI 是角接触轴承的标准构造, WI 型在内圈的两边有全挡肩,在外圈有一个低挡肩,这简化了在制造过程的轴承装配。

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    铁姆肯公司已经研发了 HX 轴承,目的是增强对加工能力有影响的两个因素:主轴速度和径向刚度。这种设计使心轴头在较短时间内移除更多的材料,同时通过将工具“游动”降低到最低程度而保证优质的成品公差。

    这种有效的组合能使成品快速周转,仅通过对球体和内部几何形状细微变化就可实现这些改进。铁姆肯公司的 HX 系列与9300 和 9100 系列球轴承在尺寸上可互换。

   HX 和 WN 类型的设计还满足要求轴承优化润滑的机器制造厂的需要,这些设计在内外圈的非推力侧设有低挡肩,满足油流通的需要。

   K 型深沟球(康拉德) 0度向心球轴承通常根据应用选择,通常的工况不要求双列轴承及承载能力和刚度。轴承载荷的增加可以增加接触角。


保持架(保持环或隔离片)

  保持架的功能是分离轴承内的滚动体,其首先通过增加重量影响轴承性能,增加重量会增加高速时的离心力和合成的径向载荷,这限制了轴承在高温下运行的能力。铁姆肯公司的保持架类型系列包括:

CR 酚醛(合成)—标配

PRC 模塑强化尼龙—以前属于标配

MBR  机制青铜

PRJ 高性能聚合物

SR 镀银机制钢

  

    铁姆肯公司的酚醛保持架对于高达 93 。 C ( 200 。 F )的高速应用属于标配。对于高热应用,通常使用机制青铜。但是,重量增加,降低了轴承组件的速度能力。


密封

  密封用于挡住杂质并充填润滑剂,保证轴承运行可靠并延长使用寿命。 HX 轴承有可选的非接触密封,可单独使用,也可

成对使用( V 、 VV )。 WI 9100 和 9300 系列有可选的低转距接触密封( P 、 PP )。滚珠丝杠支撑轴承双列一体组合单元( MMN/MMF )包括一体化的低扭矩接触密封。


轴承组件数量

  铁姆肯公司的超精密球轴承有单个、双列、三列和四列匹配组合:

SU   ( X 、 L 、 M 、 H )—单个轴承/预载荷水平

DU  ( X 、 L 、 M 、 H )—双列组合/预载荷水平

TU  ( X 、 L 、 M 、 H )—三列组合/预载荷水平

QU  ( X 、 L 、 M 、 H )—四列组合/预载荷水平

  各增加轴承增加了系统的刚度和承载能力,组件中轴承的数量在部件编号内有规定。


    铁姆肯公司的超精密球轴承属于万能配对型,所有匹配的双联组件可采用 DB(背对背)、 DF(面对面)或 DT(串列)安装,在订购时,无需单独注明。


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