TM聚合物在主轴轴承上的应用
2011-01-25
作者：贺佩迅
（青海西宁市青海机床厂数控研究所）
（青海西宁市青海机床厂数控研究所）
我厂生产的立、卧式加工中心，主轴Z高转速一般不超过4000r/min，而随着高速、超高速加工中心的开发、生产，必须解决高速下主轴轴承的润滑问题。
对主轴轴承进行5000r/min长时间工作采用了恒温油箱冷却措施，但发现主轴噪声增大，降温效果差，主轴转速远未达到8000r/min的设计要求，并发现个别轴承滚珠、滚道有烧伤和拉毛现象。根据滚珠的离心力FC及陀螺力矩MG公式得知，滚珠在高转速条件下，离心力和陀螺力矩均成比例增大，即
FC∝wc2
MG∝wcwbsinβ
式中wc——滚动公转角速度，(°)
wb——滚动自转角速度，(°)
β——公转角与自转角之间的夹角，(°)
wb——滚动自转角速度，(°)
β——公转角与自转角之间的夹角，(°)
轴承滚珠与滚道之间相对滑动产生的摩擦热也随之增大，出现了烧伤、拉毛等现象。
为此，我厂做了采用TM聚合物润滑主轴轴承的试验。TM聚合物为一种采用高科技生产的超微化金属元素悬浊液。
为检验TM聚合物的润滑性能，特采用如图1所示装置进行耐磨、耐压试验。
图1 耐磨、耐压试验装置
1.砝码(1磅/单个)；2、3.连杆；4.轴承滚柱；5.轴承外环；6.电动机；7.基座
1.砝码(1磅/单个)；2、3.连杆；4.轴承滚柱；5.轴承外环；6.电动机；7.基座
注：此试验装置压力放大比为20倍
试验条件：室温20℃，滑动速度10m/s；润滑油：含10%TM聚合物的20＃主轴透平油(注：滚柱与外环咬合死为一次试验。试验结果见表1)。
试验条件：室温20℃，滑动速度10m/s；润滑油：含10%TM聚合物的20＃主轴透平油(注：滚柱与外环咬合死为一次试验。试验结果见表1)。
表1 采用TM聚合物润滑油的耐磨、耐压试验
处理试验结果时(除去两个极值)，含与不含TM聚合物时压力比值为9.4∶1，而压痕面积比值为1∶12.1。
通过试验结果可知，采用TM聚合物润滑油润滑可显著提高镀镍处理的滚柱与外环的抗咬合能力，同时降噪效果显著。
采用TM聚合物润滑油做提速试验的主轴结构如图2所示，试验结果见表2。
图2 提速试验的主轴结构
1.喷油管；2.主轴套筒；3.多楔带轮；4.主轴
1.喷油管；2.主轴套筒；3.多楔带轮；4.主轴
表2采用TM聚合物润滑油的主轴提速试验
通过表2试验结果得知，采用TM聚合物润滑油润滑主轴轴承完全能够满足高速型主轴的设计噪声和温升的技术要求。
