高速主轴轴承预紧力技术研究
轴承预紧力研究方法总结
variable preload and constant preload
Based on the analysis above, the variable preload for the entire speed range can be obtained from Tables 8 and 11. A preload of 2000 N is selected as the constant preload according to the medium preload. The temperature rises of bearing under variable preload and the constant pressure preload were simulated by aid of FEM. The temperature rises corresponding to the rotational speeds are shown in Fig. 7. For constant pressure preload, the temperatures of the bearing increase almost linearly with the spindle speed. For variable preload, the bearing temperatures increase when the speed is less than 3000 rpm, and decrease as the spindle speed exceeds 3000 rpm. When the spindle speed exceeds 4000 rpm, the bearing temperatures are lower than the constant pressure preload, by 3 °C at 7000 rpm.
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴轴承预紧是机床加工中非常重要的一环，它直接影响到机床的加工精度和稳定性。
机床主轴轴承预紧的目的是为了保证轴承在工作时能够保持稳定的状态，避免轴承在高速旋转时出现过度摩擦和磨损，从而保证机床的加工精度和寿命。
机床主轴轴承预紧的方法有很多种，下面我们来介绍一下常见的几种方法。
1. 液压预紧法
液压预紧法是一种常见的机床主轴轴承预紧方法，它通过液压缸的作用，使轴承在工作时保持一定的预紧力。
这种方法的优点是预紧力稳定，可以适应不同的工作负荷和转速，但是需要液压系统的支持，成本较高。
2. 弹簧预紧法
弹簧预紧法是一种简单而有效的机床主轴轴承预紧方法，它通过弹簧的作用，使轴承在工作时保持一定的预紧力。
这种方法的优点是成本低，操作简单，但是预紧力不够稳定，需要经常调整。
3. 螺母预紧法
螺母预紧法是一种常见的机床主轴轴承预紧方法，它通过螺母的旋
转，使轴承在工作时保持一定的预紧力。
这种方法的优点是操作简单，预紧力稳定，但是需要经常调整。
4. 气压预紧法
气压预紧法是一种新型的机床主轴轴承预紧方法，它通过气压缸的作用，使轴承在工作时保持一定的预紧力。
这种方法的优点是预紧力稳定，可以适应不同的工作负荷和转速，但是需要气压系统的支持，成本较高。
机床主轴轴承预紧是机床加工中非常重要的一环，选择合适的预紧方法可以保证机床的加工精度和稳定性。
不同的预紧方法有各自的优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法。
主轴滚动轴承轴向预紧技术
专题与综述Topics and reviews0 引言电动主轴是通过将旋转轴放置在电动机的转子中而形成的完整的主轴单元。
大多数电主轴旋转10000到400000 r/min，广泛用于机械，汽车，航空航天，电子和其他领域。
为满足低速高扭矩切削和高速高精度切削的要求，提出了现代数控加工技术。
为了在低速下获得足够的刚度，必须对电主轴轴承施加大的预载荷。
通过在高表面条件下施加小的预载力可以获得高表面光洁度。
1 主轴滚动轴轴向预紧技术现状由于其内部结构复杂，工艺稳定，电主轴维护方便，大多数高速加工中心的电主轴只能根据重载和介质的综合要求，对轴承施加适当的初始预紧力和轻预载张力[1]。
正确的预加载消除了轴承间隙，提高了轴的刚度和加工精度。
然而，随着电主轴温度的升高，热膨胀导致轴承的实际预载荷超过初始预载荷，导致轴承温度升高。
滚动轴承的精度寿命成为加工中心主轴精度寿命的瓶颈。
轴承预压技术是电主轴的关键技术之一。
它与电主轴的精度，刚度和温升有关。
因此，有必要系统地开展国内外主轴滚动轴承轴向预压技术的研究成果。
回顾分析总结，掌握电主轴轴承预紧技术的未来发展趋势。
2 轴承预紧力滚动轴承电主轴通常包括主轴壳体，主轴（转子），后端浮动轴承，工具接口，润滑系统和定子冷却水夹克。
高速轴承加工技术是电主轴许多关键技术中的第一项。
实现电主轴的高速，高精度是关键，也决定了电主轴的寿命和承载能力。
电主轴轴承包括角接触球轴承，圆锥滚子轴承，静压轴承和磁力轴承。
磁悬浮轴承具有磨损低，能耗低，噪音低，寿命长，无润滑等优点，但价格昂贵，控制系统复杂，加热问题不易解决[2]。
不适合大规模推广电主轴。
静压轴承是一种多油楔形油膜轴承，结合了流体动力轴承和静压轴承的优点。
解决了动压轴承高速运转时发热量大，供油系统复杂的问题，克服了动摩擦轴承启停过程中干摩擦的缺点。
它具有良好的高速性能和宽广的速度范围。
适用于大功率粗加工和超高速精加工。
但是，动态和静态轴承必须单独设计和制造。
高速电主轴轴承的预紧
高速电主轴轴承的预紧谢黎明;张海杰;邵宽平【摘要】针对高速电主轴轴承的预紧,从轴承预紧方式的选择和预紧力大小的确定两个方面进行了分析研究.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2011(049)002【总页数】2页(P61-62)【关键词】电主轴;轴承;预紧【作者】谢黎明;张海杰;邵宽平【作者单位】兰州理工大学,机电工程学院,兰州,730050;兰州理工大学,机电工程学院,兰州,730050;兰州理工大学,机电工程学院,兰州,730050【正文语种】中文【中图分类】TG502.14高速电主轴是加工中心的核心功能部件,具有结构紧凑、惯性小、转速高、动态特性好等诸多优点,在高速机床中得到广泛应用。
其中机床主轴单元轴承的预紧是否合理直接关系到主轴的静、动态特性，有必要从轴承预紧方式的选择和预紧力大小的确定两个方面进行分析研究。
1 轴承预紧方式的选择滚动轴承的预紧是指采用适当的方法使轴承滚动体和内外套圈之间产生一定的预变形，以保持轴承内、外圈均处于压紧状态，使轴承带负游隙运行。
为提高主轴刚度，需对轴承施加一定的预负荷。
轴承预紧有3种方法：定位预紧、定压预紧、调压预紧。
定位预紧下，由于轴向位移受到限制，在高速旋转时离心力和陀螺力矩使轴承内外圈的接触载荷增大，预载荷也随转速的提高而迅速增大。
而定压预紧允许轴向位移，随速度提高其内圈接触载荷基本不变，外圈接触载荷增大。
因此定位预紧下的轴向刚度和径向刚度比定压预紧的值大，且轴向刚度和径向刚度都随速度的提高而增大；定压预紧下轴向刚度随转速的提高而减小，径向刚度随转速的提高而增大。
图1、图2分别给出了定位、定压两种预紧方式和主轴转速对轴承轴向刚度、径向刚度的共同影响。
定压预紧采用的是弹性预加载荷装置，即用适当的弹簧来施加预加载荷，它明显的不足是在低速重载的切削条件下，弹簧的变形会影响主轴的刚度。
因此在刚度要求较高的电主轴单元结构设计中采用定位预负荷的方式，但定位预紧的缺点是高速运转时轴系零件发热而使长度尺寸发生变化时，预加载荷的大小也会相应地发生变化。
高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究
高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究高速角接触球轴承预紧力分析及可控预紧方法研究摘要：角接触球轴承在工程应用中广泛使用，其性能直接影响到机械设备的工作效率和寿命。
预紧力作为角接触球轴承中的重要参数，对于提高轴承的刚性和抗疲劳性能起到至关重要的作用。
本文通过对高速角接触球轴承预紧力的分析和研究，探讨了可控预紧方法，以进一步提高轴承的运行稳定性和可靠性。
1. 引言角接触球轴承作为一种重要的传动元件，广泛应用于高速机械设备的支撑系统。
在高速运转的过程中，轴承面临着高温、高速和高负荷等复杂工况，因此其性能的稳定性和可靠性显得尤为重要。
而预紧力的大小直接影响轴承的刚性和承载能力，因此对其进行准确的分析和控制具有重要意义。
2. 高速角接触球轴承预紧力分析2.1 薄壁模型的建立通过建立高速角接触球轴承的薄壁模型，可以得到轴承在高速工况下的接触应力和变形情况。
首先，根据轴承的几何参数和材料力学性质，建立轴承的有限元模型。
然后，利用有限元方法进行计算，得到轴承在不同预紧力下的接触应力和变形情况。
2.2 预紧力的影响根据薄壁模型的计算结果可以发现，预紧力对于轴承的刚性和承载能力有着直接的影响。
当预紧力增大时，轴承的接触应力增加，刚性增加，但是由于接触应力的增加，可能导致接触面的磨损加剧。
因此，预紧力的大小需要在合理范围内进行选择。
3. 高速角接触球轴承可控预紧方法3.1 液压调节法液压调节法是一种常见的可控预紧方法，通过调节流体的压力和流量来实现预紧力的控制。
该方法具有调节范围大、精度高的优点，适用于对轴承的精确控制。
3.2 磁力调节法磁力调节法利用磁场的作用，通过改变磁场的强度和方向来调节轴承的预紧力。
该方法具有调节范围大、响应速度快的特点，适用于对轴承预紧力的实时调整。
3.3 机械调节法机械调节法通过改变预紧垫片的厚度或调整螺母的位置来实现对预紧力的调节。
该方法简单易行，但调节范围相对较小，适用于对预紧力要求不高的场合。
优化机床主轴的轴承预紧力实验研究
优化机床主轴的轴承预紧力实验研究摘要实验研究目的的可行性及影响由调整轴向轴承温度上升、振动水平的预载力和径向载荷在主轴轴承试验台决定。
试验台的轴由高速主轴的机械化在范围0 ~ 20000rpm。
通过使用液压压力，可以自动调整、控制轴向预加载荷和轴承的径向载荷。
对热电偶和保利便携式激光测振仪PDV100的温升和试验轴承的径向振动扩展的进行试验测定。
实验结果表明，轴承的温升随径向荷载的增加增加的，是非线性的，但温升与轴向预紧力和旋转速度的增加是一致的，几乎呈线性增加。
在本文中，备用的轴向预紧力用于轴承。
当旋转的速度超过轴的临界转速时，轴承轴向预紧力将有着显著的变化。
低的预紧力可降低轴承振动和轴承温度上升。
在其他的速度范围变化是，高的预紧力可以提高高速主轴的振动特性和轴承温度低于所定压预紧主轴。
1.导言为了实现超精密加工的速度和效率，必须在系列中一个单一的机床主轴中使用低速和光的高速两重切削、切割。
现代刀具主轴需要高速旋转性能以及广泛的采用旋转特性。
然而，由于主轴增加的速度，主轴振动和热增长成为要考虑的关键因素。
不考虑主轴系统中的偏差损失，由于受速度、预紧力和润滑剂的摩擦，轴承滚道和球主要产生的是热量。
主轴系统的所有温度都会提高，接近线性增加并转速和预紧力都增大。
滚动轴承表示一般的内部游隙。
预紧力调整可以改善摩擦、刚度和旋转精度的轴承的内部游隙。
相比其他不准确的读数，使用传统的热耦合器，直接的位移测量系统可以准确地监测和补偿热生长与机动的高速锭子之间的关系。
同时，一些研究者考察了预紧力对主轴系统性能的影响，发现预紧力可以提高主轴的刚度和固有频率。
内膜的轴向预紧力在轴承的应用对降低磨削机床主轴系统的振动水平有重要重要。
用有某些预紧力的价值，以确保测试主轴有较低的振动水平和较高的轴承的使用寿命。
当转速传递轴在临界转速时，将改变主轴系统的旋转性能。
本文主要研究了预紧力、径向振动和温度上升的轴承实验之间的关系。
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴是机床的核心部件，其工作质量直接影响到机床的加工精度和稳定性。
而轴承则是机床主轴中最关键的一个部件，其质量好坏决定了机床主轴的稳定性和寿命。
而轴承的预紧方法对于机床主轴的工作质量也有着至关重要的作用。
轴承预紧是指在轴承中加入一定的压力或间隙，使轴承的内外圈间距保持一定的压力或间隙状态。
在机床主轴中的预紧方法主要有以下几种：
1.负荷预紧法
负荷预紧法是在机床主轴旋转时，通过加负荷的方式使轴承内外圈产生一定的挤压，达到预紧的目的。
这种方法适用于高速机床主轴，但需要考虑负荷的大小和轴承容量的限制。
2.弹性预紧法
弹性预紧法是指通过弹性元件将轴承内外圈拉紧或压紧，达到预紧的目的。
这种方法适用于低速机床主轴，但弹性元件的选用需要考虑其强度和耐磨性。
3.热态预紧法
热态预紧法是指在机床主轴加热到一定温度时，通过热膨胀的方式使轴承内外圈产生一定的挤压，达到预紧的目的。
这种方法适用于高速机床主轴，但需要考虑加热过程中的热应力和轴承承受能力。
4.液压预紧法
液压预紧法是指通过液压系统将轴承内外圈产生一定的压力，达
到预紧的目的。
这种方法适用于高精度机床主轴，但需要考虑液压系统的压力和精度。
在选择机床主轴预紧方法时，需要根据机床的工作要求和轴承的类型、规格、容量等因素进行综合考虑。
同时，还需要注意轴承预紧力的大小和均匀性，以及预紧过程中的轴承温度和轴承寿命等因素。
综上所述，机床主轴轴承预紧方法是机床工作质量的关键因素之一，选择合适的预紧方法可以提高机床的加工精度和稳定性，延长机床主轴的使用寿命。
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴轴承预紧方法
机床主轴轴承预紧方法是指在机床主轴轴承组装时，通过一定的操作步骤和工具，使轴承在运转过程中处于一种适当的预紧状态，以提高主轴的刚性和精度，并防止轴承因过度磨损而失效。
目前常见的机床主轴轴承预紧方法有以下几种：
1. 线性预紧法：将轴承组件前后两个部分用螺纹杆或油压缸连接起来，用螺纹杆或油压缸的力作用于轴承，使其达到一定的预紧力。
2. 游隙预紧法：通过调整轴承的安装位置，使其达到适当的预紧状态。
一般采用内环与轴的间隙相加，减去外环与座的间隙，然后除以2，得到适当的预紧力。
3. 钢球预紧法：在安装轴承时，在内环和外环之间放置一定数量的钢球，通过调整钢球的数量和位置，使轴承达到适当的预紧状态。
4. 液压预紧法：通过液压油压制轴承达到一定的预紧力。
这种方法适用于大型机床主轴。
以上是机床主轴轴承预紧的几种常见方法，不同的方法适用于不同的机床和轴承。
在使用时应根据实际情况选择适合的预紧方法，并注意操作规范和安全措施。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＴｒａｆｉｃ ａｎｄ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０１６８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍ ｏｔｏｒｉｚｅｄ ｓｐｉｎｄｌｅ ｈａｓ ｍ ａｎｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｐｉｎｄｌｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎ ｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｅｌｏａｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｅｌｏａｄ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏ－
本文 着重 阐述 了 高速 主轴 轴 承预 紧力研 究 的 意义 和 适 的预 紧力使 得 多数 甚 至全 部 轴承 滚珠 与 轴承 内外 圈接
目的 、轴 承预 紧力研 究 现状 以及 本 实验 室对 轴 承施 加 预 触不 仅 会 显 著提 高 主 轴一轴 承 系 统 的刚 度 、临界 转 速 和
ｇｉｅｓ．Ｔｈｅ ｐｒｅｌｏａｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｈｉ曲 ｓｐｅｅｄ ｓｐｉｎｄ ｌｅ—ｂｅａｒ ｉｎｇ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ—ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ ｉｚｅｄ ｓｐｉｎｄ ｌｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ，
ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ａｎ ｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｔ ｈｏｍ ｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｌｏａｄ ｉｎ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｔｃｈ ｉｎ ｏｕｒ ｌａｂｏｒａｔｏ— ｒｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｅｌｏａｄ ｆｏｒｃｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍ ｏｔｏｒ ｓｐｉｎｄ ｌｅ； ｂｅａｒ ｉｎｇ—ｐｒｅｌｏａｄ； ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ａｃｔ ｕ ａｔｏｒｓ
修稿 日期 ：２０１４—０２—２０ 基 金 项 目 ：国 家 自然科 学基 金 （５１３７５３１７）；辽 宁 省 教 育 厅 优 秀 人 才 项 目 （ＬＩＱ２０１１０５８） 作者 简 介 ：李 颂 华 （１９７７一），男 ，沈 阳人 ，博 士 生 ，教 授 ；研 究 方 向 ：高速 精 密全 陶 瓷 电 主 轴 单 元 的 设 计 与 开 发 。 获 国 家发 明 专 利 三 项 ，实 用 专利 三 项 。 出版 高 水 平 学术 著作 一 部 ，在 国 内 外 重 要 期 刊 上 发 表 论 文 四 十 余 篇 ，其 中被 ＳＣＩ收 录 五 篇 、ＥＩ收 录 十 三篇 ；冯 明昊 （１９８８一），男 ，衡 水 人 ，硕 士 研 究 生 。研 究 方 向 ：
０ 引 言
高速 电 主轴 是高 速机 床 的核 心部 件 ，其具 有结 构 紧
紧 力 的研 究 。
１ 轴 承 预 紧 力研 究 的 目的 和 意 义
凑 、重量 轻 、惯性 小 、动 态特 性好 等优 点 ，并 能改 善 机
电 主 轴 所 使 用 的 角 接 触 球 轴 承 在 实 际 工 作 时 ．并 不
ＶＯＩ．２７，ＮＯ．３ Ｍ ａｙ．，２０１ ４
李 颂 华 ，冯 明 昊
（沈 阳 建筑 大学 交 通 与 机 械 工 程 学 院 ，辽 宁 沈 阳 １１０１６８）
摘 要 ： 高性 能 电 主 轴 单 元 集 合 了精 密 主 轴 轴 承 技 术 、 高 速 电机 驱 动 与 控 制 技 术 、 油 气 润 滑 与 冷 却 技 术 、 高 速 主 轴 轴 承 预 紧 等 相 关技 术 ，其 中 高 速 主 轴 轴 承 预 紧技 术 是 实现 高 性 能 电 主 轴 的 关 键 技 术 之 一 论 文 着 重 阐 述 了 高 速 主 轴 轴 承 预 紧 力研 究 的 目的 和 意 义 、 轴 承 预 紧 力 的 研 究 现 状 以及 本 实验 室 对 轴 承 施 加 预 紧 力 的研 究
动 态稳 定 性 ，同时 也 能 提高 电 主轴 的 加工 精 度 。为 此 ， 国 内 外 相 关 研 究 人 员 进 行 了 不 断 深 入 研 究 。
第 ２７卷 第 ３期 ２０１４年 ５月
机 电 产 品 开 发 岛刨 新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
文 章 编 号 ：１００２—６６７３ （２０１４）０３—１６５—０４
高速主轴轴承预 紧力技术研 究
关 键 词 ： 电主 轴 ； 轴 承 预 紧 力 ：压 电 陶 瓷 驱 动 器 中 图 分 类 号 ：ＴＧ６８ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１４．０３．０６３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｌｏａｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｈ ｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｐｉｎｄｌｅ
床 的动平 衡 。减少 机 床 的振动 和 噪声 ．在 高档 数控 机 床 是所 有轴 承 滚珠 都 与轴 承 内外 圈接 触 ，多数 都 会交 替 与
中得 到 广泛应 用 。高 速主轴 轴 承 预紧技 术 是 实现 高性 能 轴 承 内外 圈 出现 间 隙 ，这样 不 仅 大 大 降低 了主 轴 刚 度 、
电主轴 的关键 技 术之 一 ，为此 ，有 关 主轴 轴 承预 紧技 术 主 轴 的 临界 转 速 ，增 加 了 主轴 一轴 承系 统 的 振 动 ，而 且
的研 究对最 大限度 的发挥 电主轴 自身潜能具有 重要 意义 。 严重 影 响轴 承 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ使用 寿 命 。如果 对 角接 触球 轴 承施 加 合