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啤嶺機電設備（上海）有限公司
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TM聚合物在主軸軸承上的應用

2011-01-25

作者：賀佩迅
（青海西寧市青海機床廠數控研究所）
　　我廠生產的立、臥式加工中心，主軸Z高轉速一般不超過4000r/min，而隨著高速、超高速加工中心的開發、生產，必須解決高速下主軸軸承的潤滑問題。
　　對主軸軸承進行5000r/min長時間工作采用了恒溫油箱冷卻措施，但發現主軸噪聲增大，降溫效果差，主軸轉速遠未達到8000r/min的設計要求，并發現個別軸承滾珠、滾道有燒傷和拉毛現象。根據滾珠的離心力FC及陀螺力矩MG公式得知，滾珠在高轉速條件下，離心力和陀螺力矩均成比例增大，即
　　FC∝wc2
　　MG∝wcwbsinβ
　　式中wc——滾動公轉角速度，(°)
　　wb——滾動自轉角速度，(°)
　　β——公轉角與自轉角之間的夾角，(°)
　　軸承滾珠與滾道之間相對滑動產生的摩擦熱也隨之增大，出現了燒傷、拉毛等現象。
　　為此，我廠做了采用TM聚合物潤滑主軸軸承的試驗。TM聚合物為一種采用高科技生產的超微化金屬元素懸濁液。
　　為檢驗TM聚合物的潤滑性能，特采用如圖1所示裝置進行耐磨、耐壓試驗。
 
圖1　耐磨、耐壓試驗裝置
1.砝碼(1磅/單個)；2、3.連桿；4.軸承滾柱；5.軸承外環；6.電動機；7.基座
　　注：此試驗裝置壓力放大比為20倍
　　試驗條件：室溫20℃，滑動速度10m/s；潤滑油：含10%TM聚合物的20＃主軸透平油(注：滾柱與外環咬合死為一次試驗。試驗結果見表1)。
表1　采用TM聚合物潤滑油的耐磨、耐壓試驗
　　處理試驗結果時(除去兩個極值)，含與不含TM聚合物時壓力比值為9.4∶1，而壓痕面積比值為1∶12.1。
　　通過試驗結果可知，采用TM聚合物潤滑油潤滑可顯著提高鍍鎳處理的滾柱與外環的抗咬合能力，同時降噪效果顯著。
　　采用TM聚合物潤滑油做提速試驗的主軸結構如圖2所示，試驗結果見表2。
 
圖2　提速試驗的主軸結構
1.噴油管；2.主軸套筒；3.多楔帶輪；4.主軸

　　表2采用TM聚合物潤滑油的主軸提速試驗
　　通過表2試驗結果得知，采用TM聚合物潤滑油潤滑主軸軸承完全能夠滿足高速型主軸的設計噪聲和溫升的技術要求。