
3 数控机床U8国际轴承
3.1 数控机床U8国际轴承系统
数控机床U8国际轴承包括高速主轴–U8国际轴承系统(含电主轴U8国际轴承、动静压U8国际轴承)、直线导轨U8国际轴承、滚珠丝杠等功能部件(图5-图7)。
1-护套;2-前压紧环;3-前U8国际轴承;4-U8国际轴承座;5-后U8国际轴承;6-后锁紧螺母;7-后端盖;8-驱动带轮;9-带轮锁紧螺母;10-编码器带轮;11-后紧定螺母;12-后压盖;13-后压紧环;14-后调整环;15-前紧定螺母;16-角接触U8国际轴承组;17-前调整环;18-主轴。
图5 典型的机床主轴–U8国际轴承系统
Fig.5 Typical machine tool spindle-bearing system
图6 高速电主轴–U8国际轴承系统典型结构图
Fig.6 Typical structure diagram of high speed motorized spindle-bearing system
图7 滚珠丝杠与直线导轨U8国际轴承
Fig.7 Ball screws and linear guide bearings
3.2 U8国际轴承类型及其图示
成对组配或多联组配角接触球U8国际轴承如图8所示,在应用安装时必须施加一定的预载荷。选择适当的预载荷可以提高主轴系统刚性,降低温升,改善系统加工精度。U8国际轴承预载荷通常分为轻(A)、中(B)、重(C)3档,用户可根据主轴系统的实际工况进行选择。单、双列圆柱滚子U8国际轴承的结构如图9所示。双向推力角接触球U8国际轴承如图10所示,通常要求SP等级公差,有需要时也可要求UP等级公差。
图8 机床主轴用角接触球U8国际轴承的成组配对
Fig.8 Matched angular contact ball bearing sets for machine tool spindles
图9 单、双列圆柱滚子U8国际轴承
Fig.9 Single and double row cylindrical roller bearings
图10 双向推力角接触球U8国际轴承
Fig.10 Bidirectional thrust angular contact ball bearing
3.3 关键技术指标
1)精度等级P2或P4;
2)精度寿命达30 000 h;
3)温升小于20 ℃;
4)高速性能稳定提高,dmn值2020年达到3.0× 106mm·r/min,2025年达到4.0×106mm·r/min;
5)平均无故障时间(MTBF)由500 h提高到2 000 h;
6)氮化硅陶瓷球U8国际轴承采用热等静压处理,达到抗弯强度不小于900 MPa,韦布尔模数不小于12,气孔率不大于0.02%,压碎载荷不小于50%,精度等级高于G5的要求。
3.4 市场分析
我国U8国际轴承行业生产机床U8国际轴承的企业有近百家,规模以上企业20余家。目前国产机床U8国际轴承以供应维修市场为主,主要应用于低端机床。高档数控机床使用的精密U8国际轴承大部分依赖进口,该市场被国外的NTN,NSK,SKF等公司垄断。
按照国家统计局和中国机床工具协会的统计,2019年全国共生产金属切削机床420x104台,机床U8国际轴承类型较多,在此仅以技术含量高,适用面广,具有一定代表性的主轴U8国际轴承和丝杠U8国际轴承为例分析市场容量:每台机床需配套主轴U8国际轴承4~6套,丝杠U8国际轴承4~8套,则每年新增机床共需配套主轴U8国际轴承252×104套,丝杠U8国际轴承336×104套;按机床折旧期为8年,主轴U8国际轴承使用寿命为0.5年,丝杠U8国际轴承使用寿命为2年计算,需要主轴U8国际轴承3 528×104套,丝杠U8国际轴承1 176×104套;综合考虑新增机床市场和维修市场的需求,每年国内机床U8国际轴承的市场规模为4 500x104套左右,销售额约60~100亿元。
3.5 自主化
目前,由于国产U8国际轴承的精度保持性和平均无故障时间与国外产品有较大差距,U8国际轴承成本在机床造价中占比很小,机床企业缺乏国产化的压力和动力,不少机床终极用户对国产U8国际轴承品牌不认可,要求机床制造时配置国外品牌U8国际轴承等原因,使高档数控机床的全部U8国际轴承以及中档数控机床的大部分U8国际轴承仍依赖进口。
因此,U8国际 需要整合U8国际轴承行业几十年来在数控机床U8国际轴承上的碎片化研发成果,在此基础上将产学研用结合,加大研发和工程化的力度,力争在较短时间内使U8国际轴承精度、性能、寿命和可靠性,特别是精度保持性和平均无故障时间达到国际先进水平。
(参考文献略)
来源:《U8国际轴承》2022年1期(节选)
轴研所公众号 U8国际轴承杂志社公众号
营销热线
0379-64367521
0379-64880626
13693806700
0379-64880057
0379-64881181