机床高速精密主轴，采用直线轴承能改善什么

现代机械制造工业的发展趋势是明朗的，就是向高精度、高速度、高效率的方向飞速发展。这其中，直线轴承有着比较广阔的应用“舞台”。

机床作为常用的加工机械，高速精密主轴单元以其具有的结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等显著优点, 已成为机床主轴的首选方案。

此类主轴的工作转速很高, 其结构设计与制造的要求非常严格, 这就带来了如主轴的热变形的控制、支承的选择等一系列技术难题。那么，直线轴承的加入，会发生怎样的变化呢？

实际情况是，大多数高速精密主轴采用的是滚动轴承支承, 此类主轴对滚动轴承的要求就比较高。一般通过施加预紧力提高轴承的刚度, 改善主轴的振动性能。然而, 采用这种结构在高速运转过程中由于发热，会导致主轴出现轴向伸长的热变形, 严重影响轴承预紧力, 影响轴承的刚度, 致使轴承温升过高, 进而影响轴承寿命, 甚至使轴承烧毁, 导致主轴单元失效。

针对这种现象, 在技术开发时，高速主轴结构设计中，我们加入了直线轴承支承来抑制发热导致的负面影响。但同时也有一点影响，就是直线轴承的加入, 会降低主轴的径向支承刚度,进一步影响主轴的振动特性。

在研发过程中，我们可以建立主轴单元的振动分析模型，求解一下系统的临界转速和主振型, 研究一下直线轴承对主轴的径向振动特性的影响。

通常我们设计师先通过理论推导, 利用一些工具进行模拟对比分析，比如MATLAB，来编写计算临界转速和模态振型的程序, 分别对加入直线轴承的主轴系统和未加入直线轴承的主轴系统的临界转速和模态振型进行计算。

通过对比分析，可以有这么个结论：加入直线轴承，的确可以有效地抑制主轴的热变形对滚动轴承预紧力的影响, 也就是说，在主轴的结构设计中, 加入直线轴承能够有效抑制主轴热变形的不良影响，但是直线轴承自身的刚度对系统振动特性的影响也是不能够忽略的。

虽然直线轴承的采用会使系统的临界转速有所下降, 但通过合理设计仍然能够保证其满足设计要求。

发现问题是正常的，通过选型分析，总有解决办法，直线轴承也不例外。