匯普角接觸球軸承廠家了解到數控金切機床高速主軸的性能,在相當程度上取決于主軸軸承及其潤滑。滾動軸承由于剛度好、精度可以制造得較高、承載能力強和結構相對簡單,不僅是般切削機床主軸的,也受到高速切削機床的青睞。從高速性的角度看,滾動軸承中角接觸球軸承,圓柱滾子軸承次之,圓錐滾子軸承差。
角接觸球軸承的球(即滾珠)既公轉又自轉,會產生離心力Fc和陀螺力矩Mg。隨著主軸轉速的增加,離心力Fc和陀螺力矩Mg也會急劇加大,使軸承產生很大的接觸應力,從而導致軸承摩擦加劇、溫升增高、精度下降和壽命縮短。因此,要提高這種軸承的高速性能,就應想方設法抑制其Fc和Mg的增加。從角接觸軸承Fc和Mg的計算公式得知,減少球材料的密度、球的直徑和球的接觸角都有利于減少Fc和Mg,所以現在高速主軸多使用接觸角為15°或20°的小球徑軸承。可是,球徑不能減小過多,基本上只能是標準系列球徑的70%,以免削弱軸承的剛度,更關鍵的還是要在球的材料上尋求改進。
與GCr15軸承鋼相比,氮化矽(Si3N4)陶瓷密度僅為它的41%,用氮化矽制作的球要輕得多,自然在高速回轉時所產生的離心力和陀螺力矩也要小得多。與此同時,氮化矽陶瓷的彈性模量和硬度是軸承鋼的1.5倍和2.3倍,而熱膨脹系數僅為軸承鋼的25%,這既可提高軸承的剛度和壽命,又使軸承的配合間隙在不同溫升條件下變化小,工作可靠,加之陶瓷耐高溫且不與金屬發生粘咬,顯然用氮化矽陶瓷制作球體更適合進行高速回轉。實踐表明,陶瓷球角接觸球軸承與相應的鋼球軸承相比速度能提高25%~35%,不過價格也要高些。
外將內外圈為鋼、滾動體為陶瓷的軸承統稱為混合軸承。目前混合軸承又有新發展:是陶瓷材料已用于制作圓柱滾子軸承的滾子,市場上出現了陶瓷圓柱混合軸承;二是用不銹鋼代替軸承鋼制作軸承的內外圈別是內圈,由于不銹鋼的熱膨脹系數比軸承鋼小20%,自然在高速回轉時,因內圈熱膨脹所造成的接觸應力增大趨勢會受到抑制。