主軸軸承
- 適用于極高轉(zhuǎn)速
- 最高精度
- 成對(duì)安裝
主軸軸承是單列角接觸球軸承的一種特殊形式，除承受徑向力外還承受軸向力和合力。由于其較小的公差范圍，適用于最高要求的引導(dǎo)和運(yùn)行精度、剛性、速度增加和優(yōu)化摩擦。主軸軸承不可分離，不適用于補(bǔ)償角度偏差。主軸軸承通常應(yīng)用于機(jī)床主軸。
面對(duì)面、背對(duì)背和串聯(lián)配置的主軸軸承
軸承設(shè)計(jì)
主軸軸承為自鎖式徑向軸承，不可分離。除承受徑向力外，還可以承受單向的軸向力，與相鄰鏡像安裝的另一個(gè)主軸軸承組合承受兩個(gè)方向的軸向力。
對(duì)于組配的軸承根據(jù)接觸壓力曲線不同可分為O型布置、X型布置和串聯(lián)布置。X型布置的軸承不太適合承受傾覆力矩，O型布置的軸承剛性很強(qiáng)，僅允許很小的傾覆力矩。串聯(lián)布置的軸承，兩個(gè)軸承的壓力線沿同一個(gè)方向，只能承受單向的軸向力。在這種情況下，配對(duì)的兩個(gè)軸承均承受軸向力，軸向載荷能力顯著提升。
主軸軸承的基本設(shè)計(jì)；α-接觸角
主軸軸承的軸向載荷能力隨接觸角的增大而增大。接觸角的大小用后綴C（15°）、D（20°）和E（25°）表示。
UKK生產(chǎn)萬能組配設(shè)計(jì)的主軸軸承，軸承組可按任意配置方式組配安裝，軸承組的預(yù)緊力已預(yù)調(diào)完成。
預(yù)緊
主軸軸承分為不同的預(yù)緊等級(jí)，預(yù)載荷數(shù)值不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，UKK預(yù)緊等級(jí)通過后綴來定義。軸承組預(yù)緊大小的選擇是在最大軸向載荷的情況下未受載的相反方向的軸承仍有足夠的預(yù)緊力，需要注意提升力，請(qǐng)聯(lián)系UKK應(yīng)用工程部工程師。
特殊后綴
| C | 更改內(nèi)部設(shè)計(jì)，接觸角15° |
| D | 更改內(nèi)部設(shè)計(jì)，接觸角20° |
| E | 更改內(nèi)部設(shè)計(jì)，接觸角25° |
| TPA | 窗式酚醛樹脂實(shí)體保持架，外圈引導(dǎo) |
| U | 萬能配對(duì)軸承，通用軸承，后綴后接一個(gè)字母表示軸承的預(yù)緊程度，區(qū)分如下： L - 輕預(yù)緊 M - 中預(yù)緊 H - 重預(yù)緊 |
| DU | 軸承組由兩個(gè)萬能配對(duì)軸承組成， 后綴后接一個(gè)符號(hào)表示軸承的預(yù)緊程度， 區(qū)分如下： L - 輕預(yù)緊 M - 中預(yù)緊 H - 重預(yù)緊 |
| TU | 軸承組由三個(gè)萬能配對(duì)軸承組成，后綴后接一個(gè)符號(hào)表示軸承的預(yù)緊程度，區(qū)分如下： L - 輕預(yù)緊 M - 中預(yù)緊 H - 重預(yù)緊 |
| QU | 軸承組由四個(gè)萬能配對(duì)軸承組成，后綴后接一個(gè)符號(hào)表示軸承的預(yù)緊程度，區(qū)分如下： L - 輕預(yù)緊 M - 中預(yù)緊 H - 重預(yù)緊 |
| PU | 軸承組由五個(gè)萬能配對(duì)軸承組成，后綴后接一個(gè)符號(hào)表示軸承的預(yù)緊程度，區(qū)分如下： L - 輕預(yù)緊 M - 中預(yù)緊 H - 重預(yù)緊 |
角度誤差補(bǔ)償
主軸軸承不適用于補(bǔ)償不對(duì)中誤差。不對(duì)中會(huì)導(dǎo)致鋼球的運(yùn)行不理想，并在軸承中產(chǎn)生額外的應(yīng)力，以致縮短軸承使用壽命。
轉(zhuǎn)速
軸承系統(tǒng)的總能量平衡對(duì)于可達(dá)到的轉(zhuǎn)速至關(guān)重要。這取決于：
- 軸承數(shù)量
- 軸承布置
- 外部載荷
- 預(yù)緊等級(jí)
- 潤滑劑
- 散熱。
極限轉(zhuǎn)速nG是一個(gè)實(shí)際的機(jī)械極限值，它是基于滾動(dòng)軸承的機(jī)械疲勞強(qiáng)度，該疲勞強(qiáng)度取決于軸承的安裝條件和潤滑情況。主軸軸承的極限轉(zhuǎn)速不同于其他類型的軸承，是由所選的潤滑劑（潤滑脂或潤滑油）來決定的。在未事先咨詢UKK的情況下，即使在最佳運(yùn)行條件下也不得超過極限轉(zhuǎn)速。
脂潤滑的極限轉(zhuǎn)速取決于以下條件：使用與工作條件相匹配的高速潤滑脂及正確數(shù)量的潤滑脂。
軸承布置中的轉(zhuǎn)速限制
若以剛性預(yù)緊的背對(duì)背、面對(duì)面或串聯(lián)布置方式配對(duì)的主軸軸承[圖1]，則會(huì)降低軸承表中給出的單個(gè)軸承的極限轉(zhuǎn)速。為此引入一個(gè)縮小系數(shù)fr，根據(jù)軸承布置在下表中定義該系數(shù)。
L：輕預(yù)緊、M：中預(yù)緊、H：重預(yù)緊
允許的工作溫度
軸承的允許工作溫度受保持架材質(zhì)、軸承組件（滾道和滾動(dòng)體）的尺寸穩(wěn)定性以及潤滑的限制。默認(rèn)情況下，UKK軸承尺寸穩(wěn)定溫度可達(dá)200°C（S1），但是酚醛樹脂保持架最高工作溫度到100°C。UKK也可以按需提供更高工作溫度的滾動(dòng)軸承。
尺寸標(biāo)注
采用ISO 281壽命標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算主軸軸承的方法已經(jīng)不合適了，主軸軸承通常是耐疲勞的，軸承都能在極限疲勞載荷下運(yùn)行，這就是為什么材料疲勞原理已不適用。要根據(jù)軸承載荷大小、剛度和精度來進(jìn)行布置設(shè)計(jì)。
借助下列公式計(jì)算主軸軸承的當(dāng)量靜載荷：
| S0* | 疲勞強(qiáng)度的載荷比，動(dòng)載安全系數(shù) | [-] |
| C0 | 基本額定靜載荷（出自軸承表格） | [kN] |
| P0* | 根據(jù)當(dāng)量靜載荷公式，利用動(dòng)載荷力計(jì)算軸承當(dāng)量靜載荷 | [kN] |
軸承當(dāng)量靜載荷P0*:
下列關(guān)系適用于主軸軸承：
| P0 | 當(dāng)量靜載荷 | [kN] |
| F0,r | 徑向靜載荷 | [kN] |
| F0,a | 軸向靜載荷 | [kN] |
| e | 計(jì)算系數(shù)，參閱表格 | [-] |
| X | 計(jì)算系數(shù)，參閱表格 | [-] |
| Y | 計(jì)算系數(shù)，參閱表格 | [-] |
| 設(shè)計(jì) | e | X | Y |
| 設(shè)計(jì)C | 1,09 | 0,5 | 0,46 |
| 設(shè)計(jì)D | 1,2 | 0,5 | 0,42 |
| 設(shè)計(jì)E | 1,30 | 0,5 | 0,38 |
當(dāng)一個(gè)軸承單元由多個(gè)軸承以面對(duì)面、背對(duì)背或串聯(lián)方式布置時(shí)，外部載荷的分布以形成。則承受最高載荷的軸承是要考慮的，下表顯示了外部載荷在軸承組中的載荷分布情況。
對(duì)于主軸軸承設(shè)計(jì)，更精確的計(jì)算方法是使用計(jì)算程序和ISO/TS 16281標(biāo)準(zhǔn)確定滾珠與滾道之間的赫茲接觸壓力，其最大值不能超過2000 N/mm2。
