根据精密机床主轴轴承的多次失效，分析了主轴组件的结构设计和轴承的安装方法，并找出了轴承失效的原因。 ，并提出了精密机床主轴轴承在安装和调整过程中应注意的事项。

提出了1个问题

机床厂的精密CNC车床主轴使用精密三重角接触球轴承。整机组装完成后，发现单个机床的噪音过高，因此得出结论，主轴轴承存在问题，需要更换甚至退回。 轴承工厂对用户认为存在质量问题的轴承进行了全面的重新检查。检查结果表明，组装的轴承沿内孔的轴向和外圈的外径表面具有严重的应变。现象，轴承拆下套筒后在放大镜下观察，发现套圈通道的接触区域有明显的压缩痕迹。其中，靠近主轴后部轴承的组件故障最严重。

针对上述问题，为了找出轴承失效的真正原因，轴承工厂派遣了相关技术人员到机床厂，确定了机床主轴组件的结构。使用轴承，轴承的配合以及安装方法以及安装和调试过程，我们都有详细的了解。主轴的额定转速为2500 r / min，前后轴承均已润滑。主轴的前支撑是固定支撑，并选择了精密三重角接触球轴承。其中，轴承 A和轴承 B设置有相等宽度的内部间隔物和外部间隔物。 轴承内圈与主轴之间采用过盈配合，目标过盈配合为2〜6μm。为了提高机床的切削刚度，在机床主轴的前支架和轴承座之间也采用过盈配合，目标过盈配合为2至6μm。后支架是浮动支架。为了降低成本，该机器使用2套6214深沟球轴承作为后支架。为了提高后支架的刚度，后轴承内圈和主轴与外圈和轴承座圈之间采用过盈配合。 轴承在组装过程中，未包装的轴承无需润滑即可直接注入油脂，并且油脂填充量取决于操作员的经验或感觉。 轴承在组装过程中，通过锤击安装主轴和阀座本体，并一次拧紧螺母和端盖。

通过对机床主轴组件的结构设计和主轴轴承的安装方法的了解，发现机床工厂在使用精密主轴轴承方面存在一些问题。下面介绍精密机床主轴轴承的合理应用。

2主轴组件结构与安装方法分析

（[1）结构设计分析

轴承协调选择

机床（例如车床）主轴轴承基本上使内圈旋转，而外圈则相对固定，而主要轴承载荷主要是方向载荷。因此，为了提高轴承的刚度并防止轴承由于运行过程中的摩擦加热而使内圈膨胀，从而导致内圈和主轴之间发生相对旋转，因此，精密机床主轴轴承内圈和主轴一般选择过盈配合。另外，为了使轴承外圈通道不仅受到一定的局部力，还允许轴承外圈在轴承座中蠕动，以尽可能延长轴承的使用寿命

同时，为了防止轴承外圈由于热膨胀而与轴承阀座过紧，轴承预紧力增加，导致摩擦和发热增加，因此轴承外圈和轴承通常选择阀座之间的间隙配合。对于机床制造商来说，为轴承外圈和轴承座选择过盈配合是不合适的。尽管过盈配合可以提高主轴组件的刚度，但很容易导致轴承的预紧力增加，进而导致轴承摩擦力增加，噪音增加，并且轴承的使用寿命缩短。因此，建议将精密三重角接触球轴承和轴承座椅作为固定端的前支撑件的配合更改为间隙配合，并且配合的目标间隙值为3-8μm。 轴承与主轴装有过盈配合，目标过盈量为0〜4μm。

支持选择

机床主轴的后部支撑用作移动端。原始设计是2套6214深沟球轴承的组合。由于深沟球轴承组装后通常具有径向和轴向间隙，轴承运行状态不稳定，因此，通常不使用高速精密机床的主轴支撑深沟球轴承。建议用两个常用的背对背角接触球轴承代替机床的后支架。因此，将2组6214深沟球轴承替换为具有相同外部尺寸的双精度角接触球轴承。由于该机床的主轴工作速度仅为2500 r / min，并且后支架主要承受径向载荷曼铂，因此可以选择中等预载荷配置轴承。另外，选择后支架与主轴之间的过盈配合，并将目标过盈量设置为0〜3μm。 轴承阀座有一个间隙，目标间隙值为9-15μm。

（[2）轴承组装方法和安装过程分析

注脂

为了防止轴承生锈，轴承出厂时应涂一层薄薄的防锈油。当安装了轴承时，应使用清洁剂清洁轴承，并且在进行后续操作之前，应将清洁过的轴承完全干燥。尤其是当轴承采用油脂润滑时，应注意，如果轴承直接加注油脂而不进行清洁，油脂可能会被防锈油阻塞并且无法直接粘附在轴承的通道上，再加上与防锈油的不相容性，轴承高速旋转后，油脂很容易被甩掉，导致润滑不良甚至干摩擦。因此，在组装之前，应使用优质清洁剂（例如90＃或更高，最好是120＃白色汽油）清洁精密轴承，然后在轴承完全干燥后填充适量的润滑脂。对于脂润滑轴承，如果润滑脂选择不当，注脂量或注脂方法不合适，会影响轴承的工作状态并影响其使用寿命。建议使用德国KLUBER的NUB15高速精密轴承润滑脂。一套7017 AC / P4和一套7214 C / P4 轴承的油脂量分别为8.7 cm 3和9.7 cm 3。在操作过程中，可以使用合适的注射器将一定量的油脂直接注入轴承通道，然后轻轻旋转轴承以均匀分配油脂。

轴承安装

在主轴上安装轴承的常用方法是：用锤子和套筒敲击；用锤子敲击；用锤子敲击。用压力装置加压；通过加热环进行热加载并在配合面之间注入压力油压法。不管使用哪种安装方法，一个原则是，在精度轴承的整个安装过程中，不得对轴承的钢球施加压力。钢球和套圈通道之间存在点接触。当轴承承受冲击载荷时，很容易造成套圈通道的接触变形，从而导致压痕，凹坑等，当轴承高速旋转，高噪音和其他恶劣条件时，会导致高振动。因此，精密机床主轴轴承的安装应避免使用手锤和套筒。分析机床的安装过程轴承。当将电流支架安装到主轴和轴承座上时，由于所选的配合都是过盈配合，因此必须施加一定的力才能使轴承固定在位，并且施加的载荷不能太大很小，因此重力攻丝是不可避免的。这样，势必会引起轴承钢球和套圈之间的碰撞。

此外，根据机床的原始安装过程，将后支架安装在主轴上时，主轴和前支架已安装在前轴承座中，并且传递了冲击力如图1所示，它通过主轴传递到前支架。可以看出，冲击力必须通过轴承 A的钢球传递，因此很容易损坏其通道。相比之下，使用加热套圈的热加载方法具有操作简单快捷的优点，不会损坏轴承的表面，也不会污染环境。它是当前安装精密机床主轴的最常用方法轴承。建议尽可能使用热加载方法。电磁感应加热器是最好的。 轴承的内圈被加热和膨胀，因此可以轻松地安装到主轴上。 轴承冷却后，可以将其固定到主轴上。使用螺母或其他适当方法来消除轴承与轴肩之间的轴向间隙。

定向装配

为了确保主轴组件的旋转精度，在安装精密轴承时，即在将每套轴承安装到主轴箱中时，应尽可能采用定向匹配的安装方法。主轴曼铂，应调整内圈的圆周位置，以使轴承内圈径向跳动的最高点（通常在轴承内圈的端面上标出该点）相对到主轴轴颈跳动的最高点，以使错误彼此抵消。组件轴承的外表面具有“ V”形拐角线。组装时，需要对准轴承组的外表面角，然后将其安装在轴承座椅上。

控制锁紧力

对应于不同的预紧力精密机床主轴轴承的安装方法分析，轴承锁紧螺母施加的锁紧力应根据实际工作条件并通过实验确定。如果条件允许，可以使用扭矩扳手控制锁定力。在组装过程中，有时当轴承安装在主轴上时，轴承的内径可能无法充分扩展，这会导致内圈和主轴颈之间的摩擦阻力。结果，轴承无法完全邻接轴肩。为了消除或减少组装过程中轴承组件定位阻力的影响，建议在拧紧螺母时，首先以正常拧紧扭矩的2到3倍的扭矩拧紧螺母，然后松开螺母，最后以正常的拧紧扭矩将其拧紧。拧紧螺母并拧紧。

控制端盖间隙

轴承外圈大多是通过用螺栓按压端盖来定位在轴承孔中的。如果螺栓的拧紧力太大或端盖未均匀受力，则轴承外圈通道会变形。因此，必须控制螺栓的拧紧力。另外，为了确保轴承外圈的正确定位并防止端盖能够压住轴承外圈，固定端还需要控制端盖和外壳之间的轴向预紧间隙。 轴承座椅端面。建议将压缩端盖和轴承阀座端面之间的轴向预紧间隙控制在10-40μm的范围内。

相关附件的精度要求

如果在组轴承中安装了内部和外部垫片，则内部或外部垫片的两端之间的平行度以及两个宽度之间的差应不超过3μm。最好的方法是同时研磨内部和外部垫片。此外，对于与精度轴承有关的附件，例如锁紧螺母，垫片，皮带轮等，配合端与轴的垂直度不应超过3μm。

3结束语

根据轴承工厂的建议，机床工厂结合自身实际情况进行了尽可能的改进。经过一段时间的检查，效果非常明显轴承，主轴组件的一次组件合格率大大提高。

简而言之，作为精密部件的精密机床主轴轴承对安装和调整期间的不当操作特别敏感。只有正确的安装和调整，才能获得满意的性能。如果安装方法不合适，则可能会损坏轴承并破坏轴承的精度，这会导致噪声增加，振动增加并缩短轴承的使用寿命。