[实用新型]可调预负荷空心圆柱滚子轴承精密主轴系

说明书

本实用新型涉及机床精密主轴系。用于车床、铣床、镗床、加工中心等机床传递动力，精密旋转，进行切削加工。属于B23B19／02。

公知的车床、铣床、镗床、加工中心等机床主轴支承多由一般双列向心短圆柱滚子轴承与60°双向角接触推力球轴承或向心推力球轴承，推力轴承等组合。前者主要承受径向载荷并保证旋转精度，后者主要承受轴向载荷。这种主轴系的不足在旋转精度低、刚性和抗震性差，噪音大、温升高、寿命短。

本实用新型任务是建立一种新型机床精密主轴系，克服上述公知车床、铣床、镗床、加工中心等机床主轴系的不足。任务解决的关键是用预负荷的空心圆柱滚子轴承代替一般双列向心短圆柱滚子轴承，达到提高旋转精度、刚性和抗振性，降低噪音和温升的目的。预负荷量的可调整也是延长轴承有效使用寿命的手段。

本实用新型的细节、优点和特征用下列实施例和附图来进一步说明。但是，它们仅是本实用新型要求保护范围内的部分实施例，决不是全部。

图1是本实用新型在车床中应用的剖示例。图2、图3分别为在铣床、镗床或加工中心中应用的剖示例。

由图所示本实用新型主轴系由主轴（5）、轴承外环（2）、空心圆柱滚子（3）、轴承内环（4）、调整螺母（1）或调整垫（套）（8）及其他传动、密封、轴承等零件组成。轴系安装在箱体或套筒（7）内。轴承外环（2）与箱体或套筒（7）间为过盈配合。空心圆柱滚子（3）其滚子孔径与滚子外径比以满足机床主轴系承载能力和抗振性要求所需的静刚度和动柔度为依据优化确定。轴承内环（4）与主轴（5）间以1：12锥面（6）相配。用调整螺母（1）或调整垫（套）（8），使轴承内环（4）轴向移动而产生的径向变形可以调整空心滚子在轴承内、外环间的预负荷量，从而延长轴承的有效寿命3～5倍。本实用新型所用预负荷空心圆柱滚子轴承的结构特征还在于滚子间无保持架，其空间由更多数量的滚子来填充，轴承运转中同时受载滚子数量相对较多，滚动体包络轨迹精度高。与一般双列向心短圆柱滚子轴承中的实体滚子相比，空心滚子的适量柔度使滚动体直径分散度及圆度对旋转精度的影响程度减小。轴系的旋转精度可达3微米以下。由于空心滚子较实体滚子有更大的阻尼比（阻尼系数与临界阻尼系数之比），使主轴的动刚度（抗振性）提高。此外，空心滚子使润滑油容易通过轴承内部，提高冷却效率，降低运转温升，保证了轴系的热稳定性。一般双列向心短圆柱滚子轴承均具有径向游隙。本实用新型主轴系空心圆柱滚子轴承，因受有2～30微米的适当预负荷，其滚子仅作纯滚动而无滑动现象，因而不但保证了主轴旋转轨迹（精度）的稳定，而且有效地避免了主轴在冲击载荷时滚子与滚道撞击对其产生的破坏及附加磨损，保持轴承和轴系的长时间工作精度。主轴运转中的噪音也由此大为降低。当然，前述的轴承无保持架特征也是使噪音下降的重要原缘。

本实用新型轴系轴承的润滑为稀油方式，可以是循环油流，也可以是浸油。