機(jī)床主軸軸承是精密機(jī)床及類似設(shè)備的主軸軸承，它對(duì)保證精密機(jī)床的工作精度和使用性能。主軸軸承的正確配置是指軸承類型的組合和前后軸承的布置，不同的配置就決定了機(jī)床主軸不同的負(fù)荷能力、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、剛度、溫升和使用壽命。
尤其是對(duì)剛度和溫升的影響更為顯著，所以應(yīng)根據(jù)機(jī)床工作特性的要求合理地配置主軸軸承。從功能和結(jié)構(gòu)上，主軸軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。
跑合運(yùn)轉(zhuǎn)的目的是為了使軸承在正式使角前,使其滾子與滾道通過(guò)跑合,能具有良好的接觸條件，以保持軸承有良好的接觸精度，并避免軸承一開(kāi)始在高速和重載使用時(shí)引起滾子與滾道的損壞，從而提高了軸承的壽命和精度'由于圓錐滾子軸承并不是完全的滾動(dòng)接觸，在滾子端面與內(nèi)環(huán)的臺(tái)肩之間存在著滑動(dòng)，如果接觸條件不好，很易出現(xiàn)咬合損壞的現(xiàn)象，故對(duì)這類軸承更應(yīng)重視跑合運(yùn)轉(zhuǎn)。
機(jī)械主軸指的是機(jī)床上帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動(dòng)件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。在機(jī)器中主要用來(lái)支撐傳動(dòng)零件如齒輪、帶輪，傳遞運(yùn)動(dòng)及扭矩，如機(jī)床主軸；有的用來(lái)裝夾工件，如心軸。除了刨床、拉床等主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床外，大多數(shù)機(jī)床都有主軸部件。主軸部件的運(yùn)動(dòng)精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。
主軸軸承類型的性能比較
主軸軸承是數(shù)控機(jī)床主軸內(nèi)一個(gè)重要的零部件，在主軸傳動(dòng)過(guò)程中，可以起到支撐機(jī)械體旋轉(zhuǎn)和減小摩擦的作用。軸承由于其類型、結(jié)構(gòu)、配置和精度的不同，以及安裝、調(diào)整程度的好壞，將對(duì)主軸部件的工作性能起到直接的影響。從功能和結(jié)構(gòu)上，主軸軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類，滑動(dòng)軸承依據(jù)其產(chǎn)生油膜的壓強(qiáng)方式區(qū)別，可以分為液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承。
滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)精度一般或者較好，在無(wú)間隙或預(yù)緊下工作時(shí)可能很高。剛度一般或較好，僅與軸承型號(hào)有關(guān)，承載能力也是如此?？拐裥员憩F(xiàn)欠佳，低、中速性能較好，高速時(shí)受疲勞強(qiáng)度、離心力、溫升等因素限制。摩擦損耗較小，噪音較大，壽命受疲勞強(qiáng)度限制。生產(chǎn)、使用和維修相對(duì)簡(jiǎn)單，已具備標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可以低成本批量生產(chǎn)。
動(dòng)壓軸承旋轉(zhuǎn)精度一般，但精度保持性較好。剛度和承載能力高，且隨轉(zhuǎn)速與荷載升高而增大?？拐鹦阅芎?，中、高速性能較好，低速時(shí)因不能形成油膜，無(wú)承載能力，超高速受溫升限制。摩擦損耗很小，無(wú)噪音，在不頻繁啟動(dòng)時(shí)壽命較長(zhǎng)。生產(chǎn)成本較低，但工藝要求較高，需本廠自制，使用和維修也比較麻煩。
靜壓軸承旋轉(zhuǎn)精度很高，保持性也好。剛度和承載能力很高，與轉(zhuǎn)速和荷載無(wú)關(guān)，與節(jié)流形式、油腔相對(duì)壓差有關(guān)?？拐鹦阅鼙憩F(xiàn)優(yōu)異，適應(yīng)各種運(yùn)行速度，尤其是低速和超高速運(yùn)行。摩擦損耗很小，無(wú)噪音，壽命非常長(zhǎng)。由于除了本身成本外，還需要一套供油設(shè)備，故總成本較高，且生產(chǎn)工藝要求也高，需本廠自制，使用和維修比較麻煩。
選擇所使用的軸承類型和組合方式時(shí)，應(yīng)綜合考慮主軸部件在各個(gè)方面的要求，以及軸承的供給情況、成本、安裝調(diào)試的難易度等因素。通常情況下，主軸應(yīng)首選滾動(dòng)軸承，尤其是對(duì)于立式主軸而言，只有當(dāng)主軸水平放置，且加工工件的表面粗糙度數(shù)值較小時(shí)，才使用滑動(dòng)軸承。
主軸軸承的潤(rùn)滑方式
1、軸承洗凈后填充潤(rùn)滑脂的順序
潤(rùn)滑脂填充方法不同，會(huì)產(chǎn)生初期磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的升溫不穩(wěn)定、異常升溫、初期磨合時(shí)間長(zhǎng)、甚至發(fā)生燒傷等現(xiàn)象。因此必須根據(jù)使用條件，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑脂及適當(dāng)?shù)奶畛淞縼?lái)進(jìn)行正確填充。
（1）填充前的確認(rèn)事項(xiàng)
確認(rèn)軸承內(nèi)部沒(méi)有殘余異物。建議對(duì)于高速主軸用軸承，應(yīng)先清洗、脫脂，再填充潤(rùn)滑脂。
其他的應(yīng)用時(shí)，也建議先清除附著在軸承內(nèi)部的防銹油。
（2）填充潤(rùn)滑脂時(shí)
為填充適量的潤(rùn)滑脂，建議使用注脂器。最好使用使用可讀填充數(shù)的注脂器。
（3）潤(rùn)滑脂填充量
精密軸承潤(rùn)滑脂填充量推薦值：
高速主軸用角接觸球軸承，空間容積的15%士20%
高速主軸用圓柱滾子軸承，空間容積的10%?%
電機(jī)用球軸承，空間容積的20%~-30%
2、球軸承的潤(rùn)滑脂填充方式
（1）在各個(gè)球之間，均勻地填充潤(rùn)滑脂。如果是外圈引導(dǎo)的酚醛樹(shù)脂保持架，建議在保持架引導(dǎo)面也薄薄地涂上潤(rùn)滑脂。
（2）用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，使?jié)櫥鶆虻剡M(jìn)入滾道面、保持架內(nèi)部、各個(gè)球之間、引導(dǎo)面等各處，使?jié)櫥錆M軸承內(nèi)部空間。
3、圓柱滾子軸承的潤(rùn)滑脂填充方法
（1）將填充量的80%的潤(rùn)滑脂，均勻地涂在滾子的滾動(dòng)面上。這時(shí)，建議保持架內(nèi)側(cè)部不要涂抹太多潤(rùn)滑脂。保持架內(nèi)側(cè)的潤(rùn)滑脂，在初期磨合運(yùn)轉(zhuǎn)階段，較難擴(kuò)散，會(huì)使溫升增高，也會(huì)延長(zhǎng)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
（2）滾子滾道面的潤(rùn)滑脂將會(huì)擴(kuò)散到滾子的端面、保持架與滾子的接觸部位，以及兜孔部入口處，使?jié)櫥鶆虻胤植嫉捷S承整體。
（3）將填充量20%的潤(rùn)滑脂，均勻薄薄地涂在將安裝進(jìn)軸承座的外圈滾道面上。
主軸軸承的安裝
軸承的安裝是否正確，直接影響著軸承的精度、壽命、性能。因此希望設(shè)計(jì)及安裝部門(mén)對(duì)于軸承的安裝要充分探討，并按照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。操作標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目如下：
1、軸承的清洗
為防止運(yùn)輸和存放時(shí)的塵埃及銹蝕，產(chǎn)品出貨時(shí)都在軸承表面涂了防銹油。
拆開(kāi)包裝之后，首先要清洗掉防銹油。（已填充潤(rùn)滑脂或帶有密封圈的軸承，不需要清洗）
1）軸承一般使用煤油或汽油作為清洗液。
2）將清洗槽按粗洗和精洗分開(kāi)，并分別在槽底墊上金屬網(wǎng)，使軸承不直接接觸清洗槽內(nèi)的臟物。
3）在粗洗槽內(nèi)，要盡量避免轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，用刷子等大致清除附著在軸承表面上的臟物之后，在放到精洗槽中。
4）在精洗槽中，將軸承輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行清洗。精洗槽內(nèi)清洗油必須經(jīng)常保持清潔。
5）清洗之后進(jìn)行脫脂，如果是潤(rùn)滑脂，則進(jìn)行填充潤(rùn)滑脂的工。如果是油氣潤(rùn)滑，則盡量在軸承不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，安裝到主軸上。（此時(shí)，在軸承表面和內(nèi)部涂上一層薄薄的潤(rùn)滑油，則效果更好。）
2、檢查相關(guān)部件的尺寸
1）檢查軸和軸承座
a.軸和軸承座，要清洗干凈，軸承及隔圈表面不允許存在傷痕、毛刺、毛邊等。
b.檢查軸和軸承座的尺寸，確認(rèn)是否符合與軸承內(nèi)外徑的公差配合。
c.測(cè)量（包括安裝）N應(yīng)在恒溫室里進(jìn)行。當(dāng)被測(cè)物的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)后，用千分尺或內(nèi)徑千分表進(jìn)行測(cè)量。（必須多點(diǎn)測(cè)量，檢查有無(wú)明顯的尺寸差。）
2）隔圈的檢查
主軸上配置的隔圈平行度應(yīng)控制在0.003mm以下。隔圈平行度的不良會(huì)帶來(lái)軸承的傾斜，導(dǎo)致精度不良、噪音等問(wèn)題。
3、軸承的安裝
將已填充潤(rùn)滑脂的軸承（脂潤(rùn)滑）或脫脂清洗之后的軸承（油潤(rùn)滑），安裝到主軸或軸承座上。
安裝方法根據(jù)內(nèi)外圈的配合而有所不同。對(duì)于內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)為多數(shù)的機(jī)床用軸承，內(nèi)圈多采用過(guò)盈配合，圓柱孔軸承一般采用熱裝方法。
外圈多采用間隙配合，安裝較為容易，有時(shí)為使安裝更為容易也使用將軸承座加熱的方法。
圓錐孔軸承是將內(nèi)圈直接固定在錐形軸上，用于高速回轉(zhuǎn)時(shí)，必須控制好安裝時(shí)的徑向游隙，建議使用GN量規(guī)。
1）圓柱孔軸承的安裝
a.用壓力機(jī)壓入的方法
小型軸承廣泛使用壓力機(jī)壓入方法，用墊塊頂住內(nèi)圈，用壓力機(jī)漸漸壓制內(nèi)圈緊密地接觸到軸擋肩為止。（將外圈墊上墊塊安裝內(nèi)圈，會(huì)造成滾到面出現(xiàn)壓痕、壓傷，所以要絕對(duì)禁止）另外，操作時(shí)最好事先在配合面上涂油。用錘子敲打安裝的方法，對(duì)于精密軸承是禁止的。
對(duì)圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承之類的可分離型軸承，可將內(nèi)圈、外圈分別安裝到軸和軸承座上。將分別安裝好的內(nèi)圈和外圈組合時(shí)，注意勿使二者中心產(chǎn)生偏離，慢慢地將內(nèi)外圈組合起來(lái)非常重要。如果硬性地壓入，有可能造成滾動(dòng)面的卡傷。
b.熱裝的方法
過(guò)盈量大的軸承，壓入時(shí)需要很大的壓力，所以很難安裝。因此，將軸承內(nèi)圈加熱膨脹，再裝到軸上的熱裝方法廣為使用。使用這種方法，不會(huì)給軸承增加不當(dāng)?shù)呢?fù)荷，并可在短時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)。
軸承的加熱溫度，按照正常尺寸、所需過(guò)盈量參考。熱裝作業(yè)需注意以下幾點(diǎn)：
①將軸承加熱至120℃以上。
②為避免軸承安裝過(guò)程中由于內(nèi)圈冷卻導(dǎo)致安裝困難。應(yīng)將軸承加熱到比所需溫度高20℃-30℃程度。
③熱裝后的軸承逐漸冷卻下來(lái)，寬度方向也同時(shí)收縮。所以要用軸螺母或其他適合的方法，使之緊固，以防止內(nèi)圈與軸擋肩之間產(chǎn)生間隙。
2）角接觸球軸承安裝時(shí)注意事項(xiàng)
角接觸球軸承，因結(jié)構(gòu)上的原因，單個(gè)軸承只可承受一個(gè)方向的負(fù)荷。因此，安裝到軸或軸承座時(shí)，使外界負(fù)荷只施加于可承受負(fù)荷一則而非另一則是非常重要的。
組合軸承時(shí)，對(duì)于背對(duì)背組合及面對(duì)面組合，其裝入到軸或軸承座的順序不同，務(wù)必注意。
a.背對(duì)背組合
①.將軸承裝到軸上
②緊固軸螺母，施加預(yù)緊。
③將軸和軸承裝進(jìn)軸承座，用壓蓋進(jìn)行固定。
b.面對(duì)面組合
①將軸承裝進(jìn)軸承座。
②擰緊壓蓋，施加預(yù)緊。
③將軸裝入軸承內(nèi)圈，緊固軸螺母。
拆卸時(shí)，按照相反順序進(jìn)行。
4、軸承的緊固
a.內(nèi)圈的緊固
為將軸承內(nèi)圈緊固在軸上，一般在軸上加工螺紋，用螺母來(lái)進(jìn)行緊固。盡管螺母的螺紋部分和端面之間垂直度非常重要，但即使對(duì)精度很高的單個(gè)螺母，也會(huì)因軸和螺母間的間隙在緊固時(shí)產(chǎn)生偏離、傾斜。這樣會(huì)導(dǎo)致軸和軸承的彎曲，所以為保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，必須進(jìn)行調(diào)整。螺母要充分緊固，以防止出現(xiàn)松動(dòng)。
在高速高精度主軸上，為避免使用螺母緊固時(shí)因螺母傾斜或螺紋間隙引起的不平衡，多使用軸套固定方法，利用軸與軸套內(nèi)徑大的盈量進(jìn)行軸向固定。但相比螺母緊固，在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下較容易發(fā)生松動(dòng)，因此必須定期檢查。
在組合角接觸球軸承之間，放置較寬的隔圈時(shí)，如果螺母擰緊力過(guò)大，將造成內(nèi)圈隔圈的變形，導(dǎo)致安裝時(shí)的預(yù)緊量大于設(shè)定值。
b.外圈的緊固
為將外圈固定在軸向，通常使用螺栓對(duì)壓蓋進(jìn)行緊固。如果緊固量過(guò)大或不均勻時(shí)，外圈滾道面較容易產(chǎn)生變形。建議使壓蓋和軸承座端面的間隙在0.01~0.05mm之間進(jìn)行調(diào)整。
注意在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承與軸的過(guò)盈量變大，所需壓入力也隨之變大，螺母的緊固力必須相應(yīng)加大。
滾珠絲杠支撐用推力角接觸球軸承時(shí)，推薦螺母緊固力為預(yù)緊力的2.5~3倍。
