專利名稱：高速推力軸承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速推力軸承組件，尤其是可用于圓鋸的高速推力軸承組件。
在商業(yè)和居住場合中都使用圓鋸來切割各種物體。通常圓鋸的鋸片由電動機來驅(qū)動。電動機有一個延伸出來的電樞軸，它通常以高達25000轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動。該電樞軸必須給予軸向支承，同時又能夠使它正常地轉(zhuǎn)動。過去，為此而使用如圖3和圖4所示的一個或兩個軸承組件。
如圖3所示，公知的方式是將電樞軸10的端部插入到一個圓柱形套筒軸承12中。當(dāng)圓鋸工作時，軸10在套筒軸承12中轉(zhuǎn)動。套筒軸承12以壓配合方式固定在金屬鑄件14中。鑄件14的常用材料包括鋁和鋅。鑄件14以適當(dāng)?shù)倪B接方式，例如螺釘18，連接到一個塑料殼16上。軸10固定在整流子20上，整流子20通過電磁力使軸10轉(zhuǎn)動。整流子20和套筒軸承12之間是一個或多個墊片22。在現(xiàn)有技術(shù)的軸承結(jié)構(gòu)中，套筒軸承12軸向支承在金屬鑄件14中。尤其是整流子20通過墊片22與套筒軸承12相接觸以防止電動機工作時軸10的軸向運動。然而，通過墊片22而作用的套筒軸承22與整流子20之間的摩擦接觸，發(fā)生在相對于軸10的軸線而言徑向靠外的部位處。因此，整流子20與套筒軸承12相接觸的部位以很高的速度轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生了很大的熱量。這種軸承組件中的墊片22和鑄鋅件14被用來散熱。
如圖4清楚所示的現(xiàn)有技術(shù)的另一種軸承組件免去了鑄件14。在該實施例中，套筒軸承12固定在塑料殼16中。同樣，軸10的軸向運動是由整流子20與套筒軸承12的配合來防止。套筒軸承12與整流子20之間的摩擦接觸仍然發(fā)生在相對于軸心而言徑向靠外的位置處。因此，該實施例仍然產(chǎn)生出大量的熱。為了散熱，也可加入一個或多個墊片22。由于該結(jié)構(gòu)中省去了鑄件14，為了散熱就需要加大套筒軸承12。使用較大的軸承增加了軸承組件的成本，因而也增加了整個產(chǎn)品的成本。此外，所產(chǎn)生的熱如果不能適當(dāng)?shù)厣⒌?，就會增加套筒軸承12的磨損率，因而防礙圓鋸的整體性能。上述現(xiàn)有技術(shù)的任何一種軸承結(jié)構(gòu)都無法在軸、整流子和套筒軸承之間的接觸區(qū)中有效地保留高溫潤滑劑。具體地說，潤滑劑所在的部位由于徑向靠外，因而承受很大的離心力。此外，也沒有確定的結(jié)構(gòu)來保留潤滑劑。使用高溫潤滑劑可以進一步減少所產(chǎn)生的熱，以及減小軸承組件的磨損。
因此，就需要有一種設(shè)計簡單、便于裝配的高速推力軸承組件，它產(chǎn)生的熱量較低，因而可以省去金屬鑄件和墊片。此外，還需要有一種不使用過大尺寸套筒軸承的高速推力軸承組件。以及，還需要一種高速推力軸承組件，它能提供某種結(jié)構(gòu)，以便能夠使用高溫潤滑劑以減少軸承組件中的熱量和磨損。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種高速推力軸承組件，它省去了用于散熱的鑄件和墊片。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種高速推力軸承組件，它為旋轉(zhuǎn)軸提供了軸向支承，同時又避免了與軸相關(guān)聯(lián)的整流子和圍繞著軸的套筒軸承之間的相互接觸。
本發(fā)明的再一個目的是提供用在高速推力軸承組件中的止推板，它在低速部位為旋轉(zhuǎn)軸提供軸向支承，因而產(chǎn)生較少的熱量。
本發(fā)明的進一步目的是提供用在高速推力軸承組件中的高速止推板，對它可進行視覺檢查以保證正確的安裝。
本發(fā)明另外的目的是提供用在高速推力軸承組件中的高速止推板，它可以保留高溫潤滑劑。
按照本發(fā)明，上述的和其它的發(fā)明目的是通過一種用于手持圓鋸的高速推力軸承組件實現(xiàn)的。該推力軸承組件安置在塑料殼體內(nèi)。塑料殼有一個通孔，以及直徑大于通孔的第一沉孔，和直徑大于第一沉孔的第二沉孔。高速止推板安裝在塑料殼中。止推板具有突緣和支承部分。支承部分中有一個凹部。止推板安裝在塑料殼中，使其支承部分穿過塑料殼的通孔，以及使突緣保持在第一沉孔中。然后將套筒軸承裝入第二沉孔中并圍繞著轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸具有一個軸端，軸端上帶有圓柱形的突部。該突部與止推板支承部分的凹部相配合。
通過這種方式，止推板只在突部處與轉(zhuǎn)軸相接觸并為轉(zhuǎn)軸提供軸向支承，套筒軸承不與整流子相接觸。因此，由軸向推力所產(chǎn)生的熱只來源于轉(zhuǎn)軸突部與止推板的相互接觸。由于這一接觸發(fā)生在轉(zhuǎn)軸外徑的徑向靠內(nèi)的部位上。該處的轉(zhuǎn)速較低，因而所產(chǎn)生的熱量較少。由于止推板的支承部分局部地伸出塑料殼，就可以視覺檢查止推板是否存在。由于止推板的支承部分中有一個凹部，就可以使用高溫潤滑劑來減少止推板上產(chǎn)生的熱以及磨損。這種結(jié)構(gòu)可以將潤滑劑保留在凹部中。
附圖構(gòu)成了說明書的一個部分并可結(jié)合說明書來參見附圖。在附圖中，相同的數(shù)字標號用來表示在各個附圖中相同的零件。


圖1是圓鋸的立體圖。
圖2是沿圖1中2-2線截取的高速推力軸承組件的放大的截面圖。
圖3是表示現(xiàn)有技術(shù)軸承組件的、類似圖2的放大截面圖。
圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)軸承組件的、類似圖2的放大截面圖。
下面詳細參見附圖，首先參照圖1，圖中顯示了以標號24標出的電動圓鋸。圓鋸24具有馬達26，它操作連接至圓鋸片28。動力經(jīng)電線(未示出)供入馬達26。圓鋸的上防護罩30圍繞在鋸片28的上周邊處，該防護罩緊固在馬達26上。鋸片28的下部圍繞有下防護罩32，圓鋸24還配備了平面的鋸板34，鋸板34有開縫36，圓鋸片28從開縫36中穿過。帶有貫穿圓弧槽40的角度切割調(diào)整架38從鋸板34向上伸出。固定螺栓42從槽40中伸出，螺栓上擰著蝶形螺母44。
圓鋸的下防護罩32以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式將鋸片28的下部暴露出來。更具體地說，下防護罩32的前緣與工件的前緣接合。當(dāng)鋸切入工件時，下防護罩32通常向上轉(zhuǎn)動以便露出鋸片28的下部。防護罩32是彈簧加載的，因此當(dāng)圓鋸24脫離工件時，下防護罩32將返回到覆蓋住鋸片的位置。
在操作時，鋸24的馬達26用來向鋸片28提供旋轉(zhuǎn)動力。如圖2所示，馬達26有一個相關(guān)聯(lián)的電樞軸46，象現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣，軸46上連接著整流子48。電樞軸46以高達25000rpm的速度轉(zhuǎn)動，因此會產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量。如上所述，各種現(xiàn)有技術(shù)的軸承組件被用來試圖使這些熱量消散，這些軸承組件涉及到使用尺寸過大的套筒軸承(sleeve bearing)、墊片和金屬鑄件。
本發(fā)明的高速推力軸承組件被安放在塑料殼50中。塑料殼50有一個延伸穿過其中的孔52，孔52與電樞軸46同心。第一沉孔54與通孔52同心，并且局部地伸入到塑料殼50中，沉孔54的直徑大于通孔52的直徑。第一沉孔54于是確定了第一臺肩56。第二沉孔58同樣與通孔52同心并且局部地伸入到塑料殼50中，它的直徑大于第一沉孔54的直徑。第二沉孔58于是確定了第二臺肩60。
放置在第一沉孔54中的是一個基本上圓形的高速止推板62。止推板62由聚合物材料制成，這種聚合物材料具有高耐熱性、低摩擦系數(shù)、高速時的低磨損率、以及低的導(dǎo)熱性。符合這些要求的材料包括但并非只局限于杜邦制造的“VESPEL”、Amoco制造的“TORLON”、以及LNP工程塑料公司(Exton，賓夕法尼亞州)制造的“LUBRICOMP O-BG”。止推板62有突緣部分64，具有第一表面66面對著軸46。以及第二表面68背對著軸46。第一臺肩56支承著突緣64的第二表面68。止推板62還具有支承部分70，它部分地伸出通孔52。支承部分70確定出一個圓柱形的凹部72，它從突緣64的第一表面66向第二表面68延伸。
安放在第二沉孔58中的是一個圓柱形的套筒軸承74，如現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣，它圍繞著軸46。套筒軸承74壓配合在塑料殼50中直到它抵靠在第二臺肩60上。如圖2所示，套筒軸承74不與整流子48相接觸。另外，套筒軸承74的內(nèi)徑小于止推板62的外徑。
如圖2所示，軸46有一端部76，軸端76上有一個圓柱形的突部78。在軸46的自動化加工中可以很容易地在軸46上加工出突部78。突部78加工尺寸可配合在止推板62的凹部72中，如下面將詳述的那樣。
為了將本發(fā)明的高速推力軸承組件裝配起來，先將套筒軸承74套在(未示出的)壓裝夾具的端部，再通過一個(未示出的)小凸銷將止推板62安放在壓裝夾具上，然后將止推板62和套筒軸承74壓入塑料殼50。由于止推板62的外徑大于套筒軸承74的內(nèi)徑，于是止推板62就被限位在套筒軸承74的端部和第一臺肩56之間。在這個裝配過程中，凹部72保證了止推板62在壓入過程中與軸承同心。此外，在裝配之后，支承部分70將從孔52中伸出來，這樣就可以很容易地視覺檢查止推板的外部。在馬達的裝配中可能會意外地漏裝止推板62從而造成馬達失效，因此這種可視性在裝配線上是很重要的。
在安裝電樞軸46之前，可將高溫潤滑劑涂入凹部72或軸突部78的端部上。這種高溫潤滑劑可以降低止推板62的磨損。凹部72有助于將潤滑劑收集和保存在止推板62中。
在止推板62和套筒軸承74裝好之后，將軸46裝入軸承組件中。軸46的外徑與套筒軸承74相接觸，而突部78在凹部72處與支承部分70相接觸以防止軸向運動。因此，只在突部78和凹部72處止推板62與軸46相接觸并為軸提供軸向支承。也就是說，除了突部78以外，軸端76的其余部分不與止推板62相接觸。此外，套筒軸承74不接觸到整流子48。因此，緣于軸向推力的熱只由突部78和止推板62之間的接觸而產(chǎn)生。由于這個接觸發(fā)生在徑向靠內(nèi)的位置處，該處的軸速很低，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的熱量較小。此外，由于止推板62是由低摩擦系數(shù)的聚合材料制成，這將進一步減少了所產(chǎn)生的熱。還有，所產(chǎn)生的熱的傳導(dǎo)受到止推板62的高熱阻和低導(dǎo)熱性的阻礙，因而熱量不至于擴散和導(dǎo)至塑料殼50的熱損壞。因此，本發(fā)明免除了先前用以散熱而所需的很大的套筒軸承、墊片和金屬鑄件，并且避免了塑料殼的熔化。
從前面的描述中可以看出，本發(fā)明以其所特有的顯著的諸多優(yōu)點而非常適合于實現(xiàn)前面所提出的發(fā)明目的?？梢岳斫獾?，本發(fā)明的一些特征和局部組合很具有實用性，并且可獨立于其它一些特征和局部組合而加以應(yīng)用。由于在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有許多可能的實施例，因此應(yīng)當(dāng)理解到，這里所述的以及附圖所示的所有內(nèi)容都是為了說明而非限制的。
權(quán)利要求
1.一種用以支承旋轉(zhuǎn)軸的高速推力軸承組件，包括帶有突緣部分和支承部分的止推板，所述突緣部分具有面對軸的第一表面和背對軸的第二表面，所述支承部分具有從第一表面朝第二表面延伸進所述止推板中的凹部；以及用以支承所述止推板的突緣部分的支承結(jié)構(gòu)；其中，旋轉(zhuǎn)軸具有面對所述第一表面的軸端，該軸端上延伸出一個配裝于所述凹部中的突部；因而所述止推板在突部處與軸相接觸并為軸提供軸向支承，減少了由軸向推力所產(chǎn)生的熱。
2.如權(quán)利要求1所述的推力軸承組件，其中，所述凹部和突部都是圓柱形的。
3.如權(quán)利要求2所述的推力軸承組件，其中，所述止推板由聚合物材料制成，該材料具有高耐熱性、低磨擦系數(shù)、高速時的低磨損率和低的導(dǎo)熱性。
4.如權(quán)利要求3所述的推力軸承組件，其中，所述用以支承止推板突緣部分的支承結(jié)構(gòu)是一個帶有一通孔的塑料殼，所述的止推板支承部分伸出該通孔，塑料殼還具有用以支承突緣部分的第一沉孔，以及用以裝納所述轉(zhuǎn)軸的第二沉孔。
5.如權(quán)利要求4所述的推力軸承組件，其中，還包括一個具有內(nèi)外徑的圓柱形套筒軸承，該套筒軸承位于第二沉孔中，它與轉(zhuǎn)軸的外徑相接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的推力軸承組件，其中，所述突緣部分是環(huán)形的，其外徑大于套筒軸承的內(nèi)徑，因而所述止推板由套筒軸承保持在所述殼體內(nèi)。
7.一種用以為旋轉(zhuǎn)軸提供軸向支承的高速推力軸承組件，包括一塑料殼，具有一通孔、直徑大于該通孔的第一沉孔、以及直徑大于該第一沉孔的第二沉孔；一止推板，包括帶有外徑的突緣部分和支承部分，所述突緣部分被裝配在第一沉孔中并具有面對軸的第一表面和背對軸的第二表面，所述支承部分具有從第一表面朝第二表面延伸進止推板中的凹部，所述支承部分伸入到所述通孔中；以及具有內(nèi)外徑的圓柱形套筒軸承，它位于第二沉孔中，所述套筒軸承的內(nèi)徑與軸的外徑相接觸；其中，所述止推板的外徑大于所述圓柱形套筒軸承的內(nèi)徑，從而由所述套筒軸承將止推板保持在所述殼體中；旋轉(zhuǎn)軸具有面對所述第一表面的軸端，該軸端上延伸出一個配裝于所述凹部中的突部；因而所述止推板在突部處與軸相接觸并為軸提供軸向支承，減少了由軸向推力所產(chǎn)生的熱。
8.如權(quán)利要求7所述的推力軸承組件，其中，所述凹部和突部都是圓柱形的。
9.如權(quán)利要求8所述的推力軸承組件，其中，所述止推板由聚合物材料制成，該材料具有高耐熱性、低磨擦系數(shù)、高速時的低磨損率和低的導(dǎo)熱性。
10.一種用以支承帶有一整流子的電機軸的高速推力軸承組件，包括一帶有突緣部分和支承部分的止推板，所述突緣部分具有面對軸的第一表面和背對軸的第二表面，所述支承部分具有從第一表面朝第二表面延伸進止推板中的凹部；以及用以支承止推板突緣部分的支承結(jié)構(gòu)；其中，旋轉(zhuǎn)軸具有面對所述第一表面的軸端，該軸端上延伸出一個配裝于所述凹部中的突部；因而所述止推板在突部處與軸相接觸并為軸提供軸向支承，減少了由軸向推力所產(chǎn)生的熱。
11.如權(quán)利要求10所述的推力軸承組件，其中，所述凹部和突部都是圓柱形的。
12.如權(quán)利要求11所述的推力軸承組件，其中，所述的用以支承止推板突緣部分的支承結(jié)構(gòu)是一個帶有通孔的塑料殼，所述的止推板支承部分伸出該通孔，塑料殼還具有用以支承突緣部分的第一沉孔，以及用以裝納所述轉(zhuǎn)軸的第二沉孔。
13.如權(quán)利要求12所述的推力軸承組件，其中，還包括一個具有內(nèi)外徑的圓柱形套筒軸承，該套筒軸承位于第二沉孔中，它與轉(zhuǎn)軸的外徑相接觸，它的尺寸使它不與轉(zhuǎn)軸上的整流子相接觸。
14.如權(quán)利要求13所述的推力軸承組件，其中，所述突緣部分是環(huán)形的，其外徑大于套筒軸承的內(nèi)徑，因而所述止推板由套筒軸承保持在所述殼體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用在手持圓鋸上的高速推力軸承組件。它置于帶有通孔的塑料殼中。塑料殼還具有直徑大于通孔的第一沉孔,直徑大于第一沉孔的第二沉孔。高速止推板安置在塑料殼中。止推板具有突緣和支承部分。支承部分中有一個凹部。止推板安裝在塑料殼中,使其支承部分從塑料殼的通孔中伸出來而其突緣保持在第一沉孔中。然后將套筒軸承安放在第二沉孔中并圍繞著轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸軸端上具有裝配在支承部分凹部中的圓柱形的突部。
文檔編號B27B5/00GK1205404SQ9810299
公開日1999年1月20日 申請日期1998年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月4日
發(fā)明者戴維·C·坎貝爾, 林恩·E·倫蒂諾 申請人:布萊克和戴克公司