Vinkelkontaktkullager för CNC-verktygsmaskiner

Vinkelkontaktkullager för CNC-verktygsmaskiner

Under konstruktions- och tillverkningsprocessen av verktygsmaskiner är det avgörande att välja rätt spindellager för att säkerställa bearbetningsnoggrannhet och förbättra utrustningens prestanda. Vinkelkontaktlager används ofta i verktygsmaskiners spindelsystem på grund av deras unika design och prestandaegenskaper. Precisionsvinkelkontaktkullager används ofta, och deras rullande element är kulor. Eftersom de är punktkontakt (till skillnad från linjekontakten för rullager) kan de ge högre hastigheter, mindre värmealstring och högre rotationsnoggrannhet.

I vissa spindelapplikationer med ultrahög hastighet, hybridlager med keramiska bollar (vanligtvis Si3N4 eller Al2O3) används också. Jämfört med traditionella härdade stålkulor ger det keramiska kulmaterialet i sig keramiska kullager fördelarna med hög styvhet, hög hastighet, hög temperaturbeständighet och lång livslängd, vilket uppfyller kundernas höga efterfrågan på maskinverktygslagerprodukter. Vinkelkontaktkullager har en hög gränshastighet, kan bära radiella belastningar och axiella belastningar samtidigt, och kan även bära rena axiella belastningar, med hög styvhet och bärförmåga. Dess axiella lastkapacitet bestäms av kontaktvinkeln och ökar med ökningen av kontaktvinkeln.

hybrid-keramiska-vinkelkontakt-kullager

Standardkontaktvinklar är 15° (anges med suffix C), 25° (anges med suffix AC), 40° (anges med suffix B) och 30° (anges med suffix A). Ett enda enrads vinkelkontaktkullager kan endast bära enkelriktade axiella belastningar. När du bär radiella belastningar kommer det att orsaka ytterligare axiella krafter, så lagren används vanligtvis i par. Kombinationen DB (back-to-back) och DF (face-to-face) kombination kan bära radiella belastningar och dubbelriktade axiella belastningar. Lagret har en stor belastningskapacitet, stark styvhet, stabil rotation, hög begränsningshastighet och justerbart spel för interferens, så det är särskilt lämpligt för höghastighetsprecisionsmaskiner.

Enradiga-vinkelkontakt-kullager

Dubbelradiga vinkelkontaktkullager

Dubbelradiga vinkelkontaktkullager är i grunden enkelradslager som är rygg-mot-rygg eller vända mot yta, med den yttre ringen eller den inre ringen integrerad. Jämfört med enradiga vinkelkontaktkullager har de bättre styvhet och tål dubbelriktade axiella belastningar. Samtidigt klarar de också ett visst tippmoment. Deras användningseffekt liknar den för två enradiga vinkelkontaktkullager konfigurerade rygg mot rygg.

Dubbelradiga vinkelkontaktkullager

Fyrpunktskontaktkullager

Fyrpunktskontaktkullager är en typ av separerbara lager, eller ett vinkelkontaktkullager som tål dubbelriktade axiella belastningar. När det inte finns någon belastning eller en ren radiell belastning är stålkulan och hylsan i fyrpunktskontakt, vilket är ursprunget till namnet. När det bara finns en ren axiell belastning blir stålkulan och hylsan tvåpunktskontakt och tål dubbelriktade axiella belastningar. Fyrpunktskontaktkullager tål även momentbelastningar och har funktionerna som enkelradiga vinkelkontaktkullager och dubbelradiga vinkelkontaktkullager. Fyrpunktskontaktkullager är generellt lämpliga för de tillfällen där det är tvåpunktskontakt vid rena axialbelastningar eller kombinerade belastningar med stora axialbelastningar. Fyrpunktskontaktkullager har hög gränshastighet och är även lämpliga för de tillfällen där höghastighetsdrift krävs. Kontaktvinkeln för fyrpunktskontaktkullager är 35° eller 45°.

Fyrpunktskontaktkullager

Vinkelkontaktlagerkvaliteter

Lager är kärnkomponenterna i verktygsmaskiners spindlar och roterande bord, och spelar en viktig roll för verktygsmaskiners prestanda. För att bibehålla bearbetningskapaciteten hos verktygsmaskiner måste högpresterande lager användas. Precisionen för lagren som används på spindeln på verktygsmaskiner bör vara ISOP5 eller högre (P5 eller P4 är ISO-precisionen, vanligtvis från låg till hög (P0, P6, P5, P4, P2), och för spindelstöd av hög -hastighet och högprecisionsmaskiner som t.ex CNC-verktygsmaskiner och bearbetningscentra, ISOP4 eller högre precision bör väljas. Spindellager inkluderar vinkelkontaktkullager, koniska rullager och cylindriska rullager.

lager ISO-precision

Fördelar med vinkelkontaktlager

Deras prestanda påverkar direkt bearbetningsnoggrannheten och utrustningens stabilitet. Vinkelkontaktlager har följande egenskaper:

Hög styvhet: Kontaktvinkeldesignen hos vinkelkontaktlager gör att de har hög styvhet, vilket effektivt kan minska vibrationer och deformation av spindeln.

hög precision: Tillverkningsprecisionen för vinkelkontaktlager är hög, vilket kan säkerställa spindelns stabilitet och precision under drift.

Hög lastkapacitet: Vinkelkontaktlager tål stora radiella och axiella belastningar och är lämpliga för högbelastningsbearbetning.

Långt liv: Vinkelkontaktlager har bra smörj- och tätningsprestanda, vilket kan minska slitaget och förlänga livslängden.

Val av vinkelkontaktlager

Maskinspindeln är hjärtat i hela verktygsmaskinen. Det är nyckeln för att uppnå precision i bearbetningen av arbetsstycket och direkt påverka verktygsmaskinens prestanda. Dagens snabba och effektiva produktionsmetoder har ställt högre krav på spindelns hastighet, noggrannhet, lastkapacitet och löpljud. Därför står spindelkonstruktörerna och tillverkarna inför stora utmaningar, och korrekt lagervalsanalys kan hjälpa spindeltillverkare att klara av ovanstående utmaningar. Olika typer av lager har sina egna tillämpliga applikationsmiljöer, så det är svårt att formulera en universell urvalsregel. För val av precisionslager är det nödvändigt att överväga följande faktorer heltäckande: noggrannhet, styvhet, hastighet och belastning etc. Bestäm vilken faktor som är viktig enligt de specifika applikationskraven och gör sedan riktade val. När du väljer vinkelkontaktlager måste följande faktorer beaktas:

Lasttyp: Välj lämplig vinkelkontaktlagertyp enligt belastningstypen (radiell belastning, axiell belastning eller kombinerad belastning) som bärs av spindeln.

Kontaktvinkel: Storleken på kontaktvinkeln påverkar lagrets belastningskapacitet och styvhet. Det är nödvändigt att välja lämplig kontaktvinkel enligt de specifika applikationskraven.

Storlek och noggrannhet: Lagrets storlek och noggrannhetsgrad bör matcha konstruktionskraven för verktygsmaskinens spindel.

Smörjning och tätning: Ett bra smörj- och tätningssystem kan förbättra lagrets livslängd och tillförlitlighet.

Installation och underhåll av vinkelkontaktlager

Valet av vinkelkontaktlager beror också på de specifika applikationskraven och verktygsmaskinens design. Genom rimligt val och underhåll av vinkelkontaktlager kan bearbetningsnoggrannheten och stabiliteten för verktygsmaskiner förbättras avsevärt och maskinernas livslängd kan förlängas.

Installation: Installationen av vinkelkontaktlager bör utföras i strikt överensstämmelse med tekniska specifikationer för att säkerställa en korrekt position av lagret och undvika skador orsakade av felaktig installation.

Smörjning: Kontrollera och underhåll regelbundet lagrets smörjsystem för att säkerställa att lagret fungerar i ett gott smörjtillstånd.

Inspektion: Kontrollera regelbundet driftsstatusen för lagren och upptäck och hantera omedelbart möjliga problem, såsom slitage, löshet, etc.

Tillverkare av vinkelkontaktlager

AUBEARINGS precisionsvinkelkontaktkullager är universellt anpassade och kan bytas ut mot lager av samma typ och storlek från andra märken i grupper. Samtidigt kontrollerar AUBEARING den axiella förspänningsavvikelsen för varje rad av lager inom ett mindre område för att uppnå exakt förspänningskraft och styvhet.

AUB-lagerfabrik 1
AUB-lagerfabrik 4
AUB-lagerfabrik 2

15° vinkelkontaktkullager kan bära radiell belastning och viss axiell belastning. Det finns två typer av strukturer: enkelrad och dubbelrad. Enkelraden har olika storlekar med nominella diametrar från 40 mm till 650 mm; dubbelraden har olika storlekar med nominella diametrar från 100 mm till 400 mm. Denna typ av lager består i allmänhet av ett par lager anordnade rygg mot rygg, vänd mot yta eller i serie. Det axiella spelet bör vara inom 2 till 4 μm. Denna typ av lager kan i allmänhet bara bära axiell kraft i en riktning.

25° vinkelkontaktkullagret har en kontaktvinkel större än 15°, så den tål axiella krafter i båda riktningarna. Strukturen för denna typ av lager finns också i enkelrad och dubbelrad, och dess storleksområde är detsamma som för 15° vinkelkontaktkullager. Det axiella spelet för sådana lager bör vara inom 3 till 6 μm.

40° vinkelkontaktkullagret har en större kontaktvinkel och tål axiella krafter i tre riktningar. Strukturen för denna typ av lager har också två typer: enkelrad och dubbelrad, och dess storleksområde är detsamma som de två första lagren. Det axiella spelet för sådana lager bör vara inom 5 till 10 μm.

Standardserie av spindellager

Denna serie är uppdelad i P4- och P4S-klasser. De inre och yttre ringarna och rullelementen är vanligtvis gjorda av 52100 helt härdat stål. Under vissa förhållanden kan fettsmörjningshastigheten nå 650,000 1,000,000 DN och hastigheten för oljesmörjning kan nå XNUMX XNUMX XNUMX DN. Jämfört med höghastighetsserien är rullelementsdiametern i standardserien större och förspänningen högre. Den är lämplig för tillfällen med stora skärbelastningar och höga krav på systemets dynamiska styvhet.

spindellager

Dessutom är fett ett viktigt villkor att beakta vid valet. För mycket fett kommer allvarligt att påverka lagrets värmeavledning, och driftstemperaturen kommer att stiga kraftigt, vilket gör att fettlivslängden sjunker snabbt och förkortar lagrets livslängd; för lite fett kommer inte att bilda en viss smörjoljefilm för att separera axelringen och rullelementet. Friktionen mellan dem kommer att orsaka en högre temperaturhöjning, vilket också påverkar lagrets livslängd. För olika hastigheter är också den rekommenderade mängden fett olika. När varvtalet är mindre än 500,000 25 DN bör mängden fett som tillsätts vara 40 % – 500,000 % av det fria utrymmet inuti lagret; när varvtalet är högre än 15 20 DN bör mängden fett som tillsätts vara XNUMX % – XNUMX % av det fria utrymmet inuti lagret. Det bör noteras att det finns två typer av burar i standardserien: nylonburar styrda av rullande element och bakelitburar styrda av yttre ringar. Det inre fria utrymmet för de två typerna av lager är olika, och de bör särskiljas vid beräkning av mängden tillsatt fett.

Spindellager i keramiska kulserien

Denna serie är av P4S-kvalitet, de inre och yttre ringen är i allmänhet 52100 helt härdat stål, och de rullande elementen är keramiska material. Under vissa förhållanden kan fettsmörjningens hastighet nå 750,000 1,500,000 DN och oljesmörjningen kan nå 50 60 1.5 DN. Den dynamiska radiella och axiella lastkapaciteten är likvärdig med standardserien, men styvheten ökas med 3%; vikten av keramik är 5% lättare än stål, vilket minskar centrifugalkraften hos det rullande elementet, och därigenom minskar glid- och snurrfenomenet, och värmen som genereras mellan rullelementet och löpbanan reduceras också, vilket förlänger lagret liv; samtidigt är den termiska expansionskoefficienten för den keramiska kulan låg, och när temperaturen stiger under höghastighetsdrift är förspänningskraften mindre än den för standardseriens stålkula, och värmegenereringen är mindre. Efter jämförelse är hastigheten för den keramiska kulserien cirka 15 gånger högre än standardserien, och den teoretiska livslängden kan vara så hög som 20-XNUMX gånger; när hög hastighet, hög belastningskapacitet och hög styvhet måste uppfyllas samtidigt, bör den keramiska kulserien övervägas, och mängden fett bör kontrolleras inom XNUMX % – XNUMX % av det fria utrymmet inuti lagret.

Spindellager i keramiska kulserien

Spindellager i höghastighetsserien

Denna serie är av P4S-kvalitet, de inre och yttre ringen är i allmänhet 52100 helt härdat stål, och de rullande elementen kan väljas från 52100 helt härdat stål eller keramiska material, och det finns två typer: öppen och dubbelsidig beröringsfri tätning. Under vissa förhållanden kan fettsmörjningens hastighet nå 850,000 1,000,000 DN-1,700,000 2,000,000 XNUMX DN och oljesmörjningen kan nå XNUMX XNUMX XNUMX DN-XNUMX XNUMX XNUMX DN.

Höghastighetsserien används vanligtvis i höghastighets CNC-bearbetningscenter och höghastighetsfräsmaskiner eftersom den kan uppfylla kraven på låg värmegenerering, låg driftstemperatur och hög styvhet. De viktigaste fördelarna med denna serie är: För det första minskas diametern på rullelementet och antalet ökas. Den exakt utformade löpbanan minskar kontaktytan mellan det rullande elementet och löpbanan och minskar friktionsvärmegenerering;

För det andra reduceras centrifugalkraften på det små rullande elementet under höghastighetsdrift, slirnings- och snurrfenomenet försvagas och värmealstringen i kontaktytan reduceras;

För det tredje har både den inre och yttre ringen höga och låga skuldror, vilket ger en öppen kanal för smörjmedlet, som omedelbart kan ta bort värmen som genereras under drift;

Höghastighets-spindellager

För det fjärde reduceras skjuveffekten av smörjmedlet på rullelementet och värmealstringen minskas. När hastighetskravet är högre kan man även välja höghastighetsserien av keramiska kulor med högre gränshastighet och dynamisk styvhet för att ytterligare minska värmeutvecklingen under drift och därigenom uppnå en lägre driftstemperatur.

Slutsats

Vinkelkontaktkullager är idealiska för mekanisk utrustning med hög precision som CNC-verktygsmaskiner på grund av deras förmåga att motstå både radiella och axiella belastningar och deras goda prestanda vid höga hastigheter. Korrekt val och installation är avgörande för att säkerställa en långsiktig stabil drift av utrustningen.