主軸軸承是一種外部尺寸和精度等級標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。FAG主軸軸承一直隨著應(yīng)用組件(如TX保持架)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的提高以及新材料的引入(如適合滾動(dòng)體的陶瓷和適合軸圈的Cronidur)而不斷改進(jìn)，而且其輸出功率也有所提高。現(xiàn)在FAG推出的一種新型高速圓柱滾子軸承填補(bǔ)了至今仍在使用的圓柱滾子軸承和浮動(dòng)軸承之間的空白。另外，F(xiàn)AG主軸軸承在全新解決方案的開發(fā)以及現(xiàn)有產(chǎn)品生產(chǎn)能力的提高等方面也有了新的進(jìn)展。

圖1  “建立標(biāo)準(zhǔn)！”——在此格言下FAG想把客戶廣泛使用的令人信服的方案帶入市場，這些方案將成為該行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)

在絕大部分主軸軸承的應(yīng)用中，都是利用浮動(dòng)軸承來平衡由于溫度影響而引起的長度變化。必要的滑動(dòng)基本上是在軸的內(nèi)部和外部產(chǎn)生的。其中滑座中固定張緊的軸承和彈性組裝在滑動(dòng)軸套里的軸承或一體化的軸承裝置，都是FAG軸外滑動(dòng)解決方案的典型實(shí)例。它們可在實(shí)現(xiàn)功能相同時(shí)，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)。圓柱滾子軸承和浮動(dòng)軸承提供了在軸內(nèi)實(shí)現(xiàn)必要長度平衡的可能性。與此相比，除上述功能外，新型高速圓柱滾子軸承還能夠避免浮動(dòng)軸功能失靈的危險(xiǎn)，因?yàn)闈L動(dòng)體在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)不可能有卡死現(xiàn)象。

新型高速圓柱滾子軸承，填補(bǔ)了迄今為止具有中等轉(zhuǎn)速、高負(fù)載能力的圓柱滾子軸承和具有極高轉(zhuǎn)速、低負(fù)載能力的浮動(dòng)軸承之間的空白。同時(shí)，先進(jìn)的FD軸承還簡化了應(yīng)用過程，可更加廣泛的應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域中。

通過減小軸承摩擦適應(yīng)高轉(zhuǎn)速

研發(fā)高速圓柱滾子軸承的目的是創(chuàng)新軸承結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟壳爸荒茉谔沾蓾L子軸承中安裝鋼滾子來研究轉(zhuǎn)速范圍。

摩擦力的大小是決定軸承轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵，而摩擦力的功率會隨著轉(zhuǎn)速的加快而增大。在機(jī)床設(shè)備中，一般使用少量普通黃油或機(jī)油潤滑軸承，此時(shí)會產(chǎn)生熱量，這些熱量必須通過軸圈被引導(dǎo)出來。如果在某個(gè)確定點(diǎn)上，產(chǎn)生的熱量不能被引導(dǎo)釋放出來而引起溫度升高，就會導(dǎo)致徑向應(yīng)變。如果摩擦力較小，那么出現(xiàn)這一確定點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)速就較高，可以獲得的轉(zhuǎn)速參數(shù)也就較高。在高速圓柱滾子軸承的研發(fā)中，所研究的主要附著點(diǎn)是在滾動(dòng)軸承中產(chǎn)生摩擦的地方，即滾動(dòng)接觸面上，包括滾動(dòng)體和保持架之間的接觸面以及保持架和引導(dǎo)面之間的接觸面(滑動(dòng)摩擦)。結(jié)果表明，除了優(yōu)選的接觸幾何結(jié)構(gòu)外，高速圓柱滾子軸承所擁有的一個(gè)外部端面引導(dǎo)的PEEK保持架，也比由滾動(dòng)體引導(dǎo)的黃銅實(shí)心保持架的摩擦要小得多。

由于運(yùn)轉(zhuǎn)溫度降低，滾動(dòng)接觸中對潤滑劑的要求也就大大降低。除此以外，潤滑劑的工作溫度也會降低，所以其粘性和油膜厚度加大，也就延長了其使用壽命。采用這種方式，可以使由黃油潤滑的高速圓柱滾子軸承的轉(zhuǎn)速，比普通圓柱滾子軸承高60%，并且還輕松超過了帶混合軸和黃銅保持架的軸承的轉(zhuǎn)速，而負(fù)載能力只比普通圓柱滾子軸承稍小一點(diǎn)。

現(xiàn)在要為提高了轉(zhuǎn)速的軸承提供一個(gè)帶簡單環(huán)境構(gòu)造的可靠的浮動(dòng)軸承，在價(jià)格方面肯定低于混合圓柱滾子軸承，但是相對于FD軸承其負(fù)載能力卻提高了。幾年來FAG一直利用浮動(dòng)軸承在高轉(zhuǎn)速時(shí)提供被稱作“浮動(dòng)轉(zhuǎn)置軸承”的球浮動(dòng)軸承解決方案。這些軸承由一個(gè)外圈和一個(gè)扁平內(nèi)圈構(gòu)成。外圈同深槽球軸承中的外圈相類似，內(nèi)圈和圓柱滾子軸承中由Cronidur材料制成的內(nèi)圈一樣，滾動(dòng)體則由陶瓷制成。

圖2  轉(zhuǎn)速提高80%：通過一個(gè)由PEEK制成的低摩擦的高速保持A的高速圓柱滾子軸承的轉(zhuǎn)速比現(xiàn)今標(biāo)準(zhǔn)圓柱滾子軸承提高80%

功率提高后的主軸具有較高生產(chǎn)效率

如同圓柱滾子軸承一樣，為了在裝配時(shí)確保其較強(qiáng)的功能，新型高速圓柱滾子軸承也要在徑向間隙允許范圍內(nèi)工作。由于轉(zhuǎn)速和溫度的影響，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承的徑向間隙會發(fā)生變化，并出現(xiàn)磨損。可以經(jīng)過特殊要求來調(diào)整或分配軸承間隙，然后再根據(jù)該數(shù)據(jù)來鉆孔。新近研發(fā)的普通浮動(dòng)軸承(FDT64)，其軸的徑向間隙就取決于鉆孔直徑。只要按照預(yù)先給出的直徑公差生產(chǎn)軸承，那么組裝后徑向間隙就能控制在所期望的范圍內(nèi)。因此，沒有配合軸也可以完成安裝，大大簡化了裝配過程和倉庫管理。FAG通過主軸軸承的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不僅開發(fā)出了可提高生產(chǎn)能力的產(chǎn)品，而且還優(yōu)化了現(xiàn)有產(chǎn)品，以此來更全面的服務(wù)客戶。具有較高轉(zhuǎn)速和負(fù)載能力的高速圓柱滾子軸承不僅簡化了環(huán)境構(gòu)造，而且還實(shí)現(xiàn)了較高的生產(chǎn)能力。