机床工具领域对轴承滚子的精度要求比较高,重心需求是高旋转精度、低振动和高刚性,以确保机床的加工精度和表面质量。精密数控车床的主轴轴承通常采用高速圆柱滚子轴承,其滚子圆度误差小于0.0005mm,表面粗糙度Ra≤0.05μm,配合高速精密磨床的加工,可使主轴的径向跳动控制在0.001mm以内,实现对零件的微米级加工。在齿轮加工机床中,滚齿机的刀架轴承采用圆锥滚子轴承,其双向承载能力确保了滚刀在高速切削过程中的稳定性,滚子的高精度则保证了齿轮的齿形精度和齿距精度。日本马扎克(Mazak)的INTEGREX i-630V/8五轴加工中心中,采用了四列圆锥滚子轴承,其滚子经过超精磨处理,确保了机床在复合加工过程中的高刚性和高稳定性。液压挖掘机回转支撑中的圆锥滚子轴承需承受动态载荷达500吨。纳米级滚子

精密加工完成后,还需要对球面滚子进行表面处理和装配辅助加工。表面处理主要包括清洗、防锈处理等,清洗是为了去除加工过程中残留的切屑、磨粒和油污,确保滚子表面清洁;防锈处理则是通过涂抹防锈油、进行磷化处理等方式,防止滚子在储存和运输过程中发生锈蚀。装配辅助加工则根据轴承的装配要求,对滚子进行一些特殊的加工,如在滚子两端加工定位孔、在表面刻制标识等。这些加工虽然看似简单,但对于确保轴承的装配精度和可追溯性具有重要意义。浙江滚动体滚子高精度工业机器人关节部位,薄壁滚子轴承以轻量化设计实现高刚度,支撑机械臂精细完成亚毫米级定位。

除了轴承钢之外,在一些特殊工况下,还会采用不锈钢、陶瓷材料、复合材料等制造球面滚子。原料准备阶段的主要工艺包括下料和坯料预处理。下料是根据球面滚子的较终尺寸,通过锯切、剪切、锻造等方式将原材料加工成一定规格的坯料。为了提高材料的利用率,目前通常采用冷挤压下料或热锻下料的方式,能够有效减少材料损耗。坯料预处理则包括退火、除锈、清洗等工序,退火处理能够降低坯料的硬度,改善其切削加工性能;除锈和清洗则是为了去除坯料表面的氧化皮和杂质,确保后续加工过程的顺利进行。
球面滚子之所以能够在众多滚动体类型中占据重要地位,主要得益于其独特的结构所带来的一系列重心性能优势,这些优势使其能够适应复杂多变的工况需求。很强的承载能力是球面滚子较突出的优势之一。由于其球面与滚道之间的接触形式为线接触,相比点接触的球轴承,能够承受更大的径向载荷和轴向载荷。同时,球面接触形式使得载荷能够均匀分布在接触带上,降低了单位面积的压力,从而有效避免了局部磨损和早期失效的问题。实验数据表明,在相同尺寸规格的情况下,采用球面滚子的轴承其承载能力比普通圆柱滚子轴承高出30%~50%,比球轴承高出数倍之多,因此特别适用于重载工况,如矿山破碎机、冶金轧机等设备。高铁轮对轴承中的鼓形滚子,自动补偿轨道不平顺带来的偏载,提升行车平顺性。

除了上述领域之外,球面滚子还在工程机械、汽车工业、船舶制造、医疗器械、家用电器等众多领域得到了应用。在工程机械领域,装载机、推土机等设备的传动系统和行走系统中都采用了球面滚子轴承;在汽车工业中,重型卡车的后桥轴承、变速箱轴承等也普遍使用球面滚子;在船舶制造领域,船舶的推进系统和甲板机械中需要大量的球面滚子轴承来承受重载和冲击载荷;在医疗器械领域,核磁共振设备、手术器械等精密设备中采用了高精度的球面滚子,确保设备的运行精度和可靠性;在家用电器领域,洗衣机、空调等设备的电机轴承中也使用了小型球面滚子,提高了设备的运行稳定性和使用寿命。航空发动机涡轮盘配套的空心滚子,在减轻离心力的同时维持强高度支撑性能。上海圆度1um滚子销售
轻量化设计的铝合金保持架使圆锥滚子轴承重量减轻15%。纳米级滚子
热处理后的球面滚子需要进行精密加工,以进一步提高其尺寸精度、形位公差和表面质量,满足轴承装配和使用的要求。精密加工主要包括磨削加工和超精研加工两个阶段。磨削加工是球面滚子精密加工的重心工序,通过砂轮对滚子的外球面、端面等部位进行磨削,能够将尺寸误差控制在微米级别。球面磨削需要采用**的球面磨床,通过调整砂轮的角度和运动轨迹,确保磨削出的球面具有精确的曲率半径和良好的圆度。磨削加工分为粗磨、精磨和细磨三个阶段,粗磨主要是去除热处理后的氧化皮和变形层,精磨和细磨则是逐步提高精度和表面质量。超精研加工是在磨削加工的基础上,采用油石对球面滚子的外表面进行精细加工,能够进一步降低表面粗糙度,使表面呈现出均匀的微观纹理,提高润滑性能和耐磨性。超精研加工的加工余量通常很小,一般在0.005mm~0.01mm之间,加工过程中需要严格控制油石的压力、转速和进给速度,以确保加工质量的稳定性。纳米级滚子