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(如適合滾動體的陶瓷和適合軸圈的Cronidur)而不斷改進，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了至今仍在使用的圓柱滾子軸承和浮動軸承之間的空白。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，都是利用浮動軸承來平衡由于溫度影響而引起的長度變化。必要的滑動基本上是在軸的內(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軸套里的軸承或一體化的軸承裝置，都是FAG軸外滑動解決方案的典型實例。它們可在實現(xiàn)功能相同時，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)。圓柱滾子軸承和浮動軸承提供了在軸內(nèi)實現(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軸功能失靈的危險，因為滾動體在導(dǎo)軌上的運動不可能有卡死現(xiàn)象。
新型高速圓柱滾子軸承，填補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)載能力的浮動軸承之間的空白。同時，先進的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)，因為目前只能在陶瓷滾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。在機床設(shè)備中，一般使用少量普通黃油或機油潤滑軸承，此時會產(chǎn)生熱量，這些熱量必須通過軸圈被引導(dǎo)出來。如果在某個確定點上，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是在滾動軸承中產(chǎn)生摩擦的地方，即滾動接觸面上，包括滾動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外部端面引導(dǎo)的PEEK保持架，也比由滾動體引導(dǎo)的黃銅實心保持架的摩擦要小得多。
由于運轉(zhuǎn)溫度降低，滾動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。
現(xiàn)在要為提高了轉(zhuǎn)速的軸承提供一個帶簡單環(huán)境構(gòu)造的可靠的浮動軸承，在價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一直利用浮動軸承在高轉(zhuǎn)速時提供被稱作“浮動轉(zhuǎn)置軸承”的球浮動軸承解決方案。這些軸承由一個外圈和一個扁平內(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，滾動體則由陶瓷制成。
圖2 轉(zhuǎn)速提高80%：通過一個由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，為了在裝配時確保其較強的功能，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，運轉(zhuǎn)時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，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，而且還實現(xiàn)了較高的生產(chǎn)能力。
