机床主轴轴承分类和性能比较

机床主轴轴承分类和性能比较

来源：对钩网

主轴轴承是数控机床主轴内一个重要的零部件，在主轴传动过程中，可以起到支撑机械体旋转和减小摩擦的作用。轴承由于其类型、结构、配置和精度的不同，以及安装、调整程度的好坏，将对主轴部件的工作性能起到直接的影响。从功能和结构上，主轴轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

滚动轴承

滚动轴承是一种用于转变摩擦类型的精密机械元件，它可以使运转的轴颈与轴承内壁间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而大大减少摩擦阻力，降低能量损失。滚动轴承包括角接触球轴承、双列圆柱滚子轴承、双向推力角接触球轴承、深沟球轴承和圆锥滚子轴承五类。

主轴轴承一般要求越轻越好，滚动轴承也不例外。轴承越轻，滚动体的直径就越小，数量也越多，刚性就会越大。常采用轻系列、特轻系列和超轻系列，其中以特轻系列为主。

机床主轴的定位形式一般有两支承和三支承两种。两支承主轴轴承在配置时，首先要满足需求的刚度和承载能力。由于前支承刚度对决定整个主轴刚度发挥的作用更为关键，所以这个位置一般要配置刚度情况更理想的轴承。其次要适应滚动轴承的转速要求。每款轴承都有其最高转速限制。不同型号、不同规格、不同精度等级的滚动轴承，最高转速设定也截然不同，一般来讲，点接触高于线接触，圆柱滚子高于圆锥滚子。最后，还要适应滚动轴承的精度要求，其配置方式直接影响着主轴的位置精度。

某些机床由于其设计需要，致使主轴箱长度较大，两支承已经不能维持稳定结构，必须增设一个中间支承来满足刚度和抗震性要求，于是就构成了三支承主轴部件。通常，三支承中只有两个起到了比较主要的作用，而其中必须包括前支承。第三个支承仅起辅助作用，这个支承通常来说，刚度和承载能力比较小，且外圈与支承座连接较松，留有一定空隙，以解决三个支承不同轴的问题。

滑动轴承

滑动轴承是在滑动摩擦力作用下工作的轴承。由于轴颈和轴承内壁间存在间隙，润滑油可以将二者完全分隔开来，而使它们不发生直接接触。这类轴承工作平稳、可靠、无噪声。不仅可以大大降低摩擦阻力和部件表面磨损，而且其油膜还具有一定的吸振能力，增强了抗振性。

滑动轴承依据其产生油膜的压强方式区别，可以分为液体动压轴承和液体静压轴承。液体动压轴承随着主轴转速的提高，充入摩擦面之间缝隙内的润滑油量也逐渐增多，使轴颈和轴承分离，以降低摩擦阻力。

液体静压滑动轴承是在轴承内圆柱面上开有几个等距的油腔，各油腔之间还开有回油槽。工作时，润滑油流入各油腔，将轴颈推向中央，从而减小了与轴承内壁的摩擦。

滚动、动压、静压三种轴承性能比较

滚动轴承旋转精度一般或者较好，在无间隙或预紧下工作时可能很高。刚度一般或较好，仅与轴承型号有关，承载能力也是如此。抗振性表现欠佳，低、中速性能较好，高速时受疲劳强度、离心力、温升等因素限制。摩擦损耗较小，噪音较大，寿命受疲劳强度限制。生产、使用和维修相对简单，已具备标准化和系

列化，可以低成本批量生产。

动压轴承旋转精度一般，但精度保持性较好。刚度和承载能力高，且随转速与荷载升高而增大。抗震性能好，中、高速性能较好，低速时因不能形成油膜，无承载能力，超高速受温升限制。摩擦损耗很小，无噪音，在不频繁启动时寿命较长。生产成本较低，但工艺要求较高，需本厂自制，使用和维修也比较麻烦。

静压轴承旋转精度很高，保持性也好。刚度和承载能力很高，与转速和荷载无关，与节流形式、油腔相对压差有关。抗震性能表现优异，适应各种运行速度，尤其是低速和超高速运行。摩擦损耗很小，无噪音，寿命非常长。由于除了本身成本外，还需要一套供油设备，故总成本较高，且生产工艺要求也高，需本厂自制，使用和维修比较麻烦。

选择所使用的轴承类型和组合方式时，应综合考虑主轴部件在各个方面的要求，以及轴承的供给情况、成本、安装调试的难易度等因素。通常情况下，主轴应首选滚动轴承，尤其是对于立式主轴而言，只有当主轴水平放置，且加工工件的表面粗糙度数值较小时，才使用滑动轴承。