隨著機床主軸軸承轉(zhuǎn)速要求的不斷提高, 一方面在軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進行改進, 另一方面還開發(fā)利用新型軸承材料。目前,由氮化硅陶瓷做滾動體的混合陶瓷球軸承已廣泛地應(yīng)用于高速機床領(lǐng)域。陶瓷材料與軸承鋼相比, 其密度是鋼的40 % ,線膨脹系數(shù)不及鋼的1/ 4。因此, 軸承高速旋轉(zhuǎn)時,對混合陶瓷球軸承,作用于球的離心力及旋轉(zhuǎn)力矩小,球和套圈的熱膨脹差引起的軸承載荷相對緩和,軸承摩擦發(fā)熱少、磨損輕,高速性能得以提高。另外,由于陶瓷材料的縱向彈性模量約為軸承鋼的1. 5 倍,故陶瓷球軸承的剛性比鋼制軸承大。陶瓷球軸承的極限轉(zhuǎn)速較同結(jié)構(gòu)鋼制軸承提高20 %～30 % , 若根據(jù)陶瓷材料的特性, 對陶瓷球軸承的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,則其極限轉(zhuǎn)速可以更高。

  本文就高速機床主軸軸承的高速化技術(shù)簡單概述了軸承的結(jié)構(gòu)型式、組配方式、預(yù)載荷、極限轉(zhuǎn)速以及材料選用等方面的情況。由于篇幅所限,未能涉及軸承高速旋轉(zhuǎn)時的剛性、壽命等問題。實際上,高速機床主軸軸承的剛性也是一項重要的性能指標,但計算起來非常繁瑣,涉及物理量多,精確計算還需借助計算機來完成。高速機床主軸軸承的壽命通常指精度壽命,其計算也沒有一個統(tǒng)一的、公認的方法,一般只是取疲勞壽命30 %～50 %作為軸承的精度壽命值。機床行業(yè)對高速化的需求是無止境的, 作為實現(xiàn)超高速的一種方法, 目前又出現(xiàn)了磁力軸承的主軸支承形式,但從操作和成本等方面來看,滾動軸承的優(yōu)勢還將繼續(xù)保持下去, 而向更高轉(zhuǎn)速極限挑戰(zhàn)的研究開發(fā)工作還需不斷深入。