主轴轴承要便于安装、调整和更换，设计主轴轴承安装方式时，需要同时考虑轴承的预紧、润滑和密封等基本问题。

1.轴承预紧

为了提高主轴的精度，轴承需要通过消除间隙，使得滚动体从各个方向支承主轴，以提高主轴精度；多数轴承还需要在过盈状态下工作，使得滚动体与滚道间产生一定的变形，这就是轴承的预紧。

由于滚动体的直径不可能绝对一致，滚道也不可能无误差，因此，未经预紧的轴承实际上只有部分滚动体和滚道接触，其刚度、精度均不高。通过轴承预紧，可使滚动体和滚道产生一定的变形，保证滚动体和滚道的完全接触，以便均匀受力、均化误差、提高支承刚度、精度和抗振性。此外，当轴承经过长时间使用，也将因磨损引起间隙的增加，此时也需要进行重新预紧。但是，轴承预紧后将增加摩擦阻力、引起发热，如预紧力过大，还可能影响到使用寿命；因此，轴承的预紧必须适度。

进口轴承的预紧一般分为轻、中、重3个等级，3个等级的预紧力、预紧力之比在不同公司生产的不同产品上有所不同，例如，预紧力之比有1∶2∶4、1∶3∶6等。当轴承组合使用时，其预紧力应相应提高，预紧系数通常为2只轴承背靠背或同向组合为1；3联组合为1.35；3个同向轴承和1个背靠背轴承的4联组合为1.6；两两同向的背靠背4联组合为2等。

图2.2-7 轴承的预紧

1—锁紧螺母 2—隔套 3—轴承 4—挡圈 5—内隔套 6—外隔套 7—端盖

主轴轴承的预紧一般通过轴向调整实现。例如，对于图2.2-4a所示的锥孔双列圆柱滚子轴承，其内圈为1∶12的锥孔，当内圈沿锥形轴颈轴向移动时，可胀大内圈，预紧轴承。因此，它可以采用图2.2-7所示的方式安装，利用锁紧螺母1、隔套2调整内圈的轴向位置预紧轴承。但是，这种预紧方式的预紧量不易控制，为此，实际使用时一般需要在主轴前端增加挡圈4，通过修磨挡圈来控制轴向移动量和预紧力。

同样，对于角接触的球轴承、圆锥滚子轴承，也可通过内圈的轴向移动，使内外圈错位压紧滚动体预紧。内圈的轴向移动量也可通过直接修磨轴承内圈控制，但这种方式不便于轴承更换和调整，因此，实际使用时一般需要通过图2.2-8所示的轴承内、外隔套的厚度差，来调整轴承的预紧力。对于背靠背安装的轴承，其内隔套5应比外隔套6稍薄，此时可通过锁紧螺母、隔套调整内圈的轴向位置预紧轴承；对于面靠面安装的轴承，其内隔套5应比外隔套6稍厚，此时可通过端盖7调整外圈的轴向位置、预紧轴承。

用于轴承调整的锁紧螺母1应使用细牙螺纹，以便于微量调节；螺母应有锁紧装置，以便调整完成后锁紧，防止轴向位置的变化。

2.轴承润滑

为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦引起的发热，主轴轴承需要有良好的润滑。主轴轴承的润滑主要有脂润滑、油气润滑、油雾润滑、油液润滑4种方式。

（1）脂润滑

脂润滑不需要供油管路和润滑系统，也不存在漏油问题；脂润滑的使用寿命很长，一次充填通常可以使用数年；因此，这是一种最简单易行的润滑方式。

采用脂润滑时，润滑脂必须选择合适。通常而言，主轴的球轴承可采用锂基脂润滑，而圆柱滚子轴承则以钡基脂润滑为宜；润滑脂的充填量一般不可以超过内部空间的30%。

脂润滑的轴承密封必须良好，以防止灰尘、油、冷却液的进入，为此，脂润滑的主轴通常需要采用迷宫式密封装置。(www.daowen.com)

（2）油气润滑

油气润滑同时具有润滑和冷却作用，故可提高轴承的转速特征值。油气润滑通过在吹向轴承的冷却压缩空气中定期注入微量润滑油（如10min提供0.03cm³）实现。油气润滑的润滑油不雾化，故可回收利用，且不会污染环境。

（3）油雾润滑

油雾润滑是将油液经压缩空气雾化后喷至轴承的润滑方式，它需要连续供给油雾。雾状油液的吸热性好，且无油液的搅拌作用，故常用于高速主轴轴承的润滑。但油雾容易泄漏，引起环境污染。

（4）喷注润滑

喷注润滑是直接向轴承喷注大流量恒温润滑压力油的润滑方式。压力油一般按图2.2-8所示的方式从轴承外圈注入后，通过排油泵强制排油。油液在起到润滑作用的同时，还可带走轴承热量，帮助冷却。这种润滑方式需要采用大容量恒温油箱，其油温变动应控制在±0.5℃，故通常只用于高速、高精度机床。

图2.2-8 轴承的润滑

3.轴承密封

主轴轴承既要防止外部冷却水、灰尘和其他油液的进入，同时需要防止润滑油向外泄漏，影响机床清洁，故需要予以密封。主轴轴承的密封有非接触式和接触式两种，接触式密封是利用接触面上安装的耐油橡胶密封圈、油毡等传统方法，阻止介质的泄漏和渗入；非接触式密封则是通过迷宫结构，将泄漏和渗入的介质有效排出的密封方式。图2.2-9所示为采用非接触式密封的卧式主轴前支承结构图。

该主轴的前支承采用了双层迷宫密封结构，主轴6的前端加工有两组锯齿形油槽，法兰盖4、5上开有沟槽和泄漏孔。喷入轴承2内的油液流出后，将被法兰盖4的内壁挡住，并经其下部的回油孔8、9流回主轴箱。少量沿主轴6流出的油液，可通过锯齿形油槽旋转时产生的离心力，甩至法兰盖4的沟槽，然后经回油孔8、9流回主轴箱。当外部的切削液、切屑、灰尘等沿主轴6与法兰盖5的间隙进入时，可通过法兰盖5的锯齿形油槽甩至泄油孔7排出。

为了使得密封机构能在一定的压力和温度范围内起到良好的密封作用，法兰盖4、5和主轴及轴承端面的间隙必须合理配合。

图2.2-9 卧式主轴密封示例

1—进油口 2—轴承 3—箱体 4、5—法兰盖 6—主轴 7—泄油孔 8、9—回油孔