机床主轴所用的轴承,分为滚动轴承和滑动轴承两大类。从旋转精度来看,两大类轴承都能满足要求,但其性能指标相比,滚动轴承优于滑动轴承,滚动轴承的优点是:(1)滚动轴承能在转速和载荷变化很大的条件下稳定地工作。(2)滚动轴承能在无间隙,甚至在预紧(有一定的过盈量)的条件下工作。(3)滚动轴承的摩擦系数小,有利于减少发热。(4)滚动轴承润滑容易,可以用脂,一次装填一直到修理时才换脂。如果用油润滑,单位时间所需的油量也远比滑动轴承小。滚动轴承的缺点是:(1)滚动体的数量有限,所以滚动轴承在旋转中的径向刚度是变化的,这是引起振动的原因之一。(2)滚动轴承的阻尼较低。(3)滚动轴承的径向尺寸比滑动轴大。
在一般情况下机床应尽量采用滚动轴承,特别是大多数立式主轴,用滚动轴承可以采用脂润滑以避免漏油。只有当加工表面粗糙度较小,主轴又是水平的机床,如外圆磨床、平面磨床、高精度车床等才用滑动轴承。轴承的精度和刚度直接影响主轴的回转精度,以下分别说明。
虽然滚动轴承具有一系列的优点,在机械设备上获得了广泛的应用,但在高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合下,又必须采用滑动轴承,这是因为滑动轴承具有一些滚动轴承不能替代的特点。其主要优点是:结构简单,制造、装拆方便;具有良好的耐冲击性和吸振性能,运转平稳,旋转精度高,寿命长。其主要缺点是:维护复杂,润滑条件要求高,当轴承处于边界润滑状态时,摩擦磨损较严重。
滑动轴承主要由轴承座和轴瓦组成,按所受载荷的方向主要分为径向滑动轴承(又称向心滑动轴承)、推力滑动轴承和径向推力滑动轴承;按润滑状态分为液体润滑轴承、气体润滑轴承、混合润滑轴承、固体润滑轴承和无润滑轴承;按承载方法分为润滑模承载、直接接触承载和其他承载滑动轴承。轴瓦是滑动轴承的主要零件,设计轴承时,除了选择合适的轴瓦材料以外,还应该合理地设计轴瓦结构,否则会影响滑动轴承的工作性能。
普通滑动轴承由于自身结构的因素,在生产中易于出现油膜刚度低、精度保持期短、维修困难、加工表面粗糙度高、振纹明显等。实践证明,将主轴滑动轴承选择为液体磨擦滑动轴承时,有较高的精度、刚度,加工质量及生产率均能得到提高。