專利名稱：用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，是一種可應(yīng)用于重型立式車床、 銑床、磨床等多種需要高承載能力、高精度和高剛度的專用裝備。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)工作臺是重型機(jī)床(如大型立式車床、銑床、磨床、或者其它需要高承載能 力、高精度的專用機(jī)床)以及重型設(shè)備的非常重要的基礎(chǔ)核心部件。它不但要將工件快速、 準(zhǔn)確、穩(wěn)定地定位和夾緊(通過工裝和夾具)，同時，還要實現(xiàn)主切削運(yùn)動，或者其它運(yùn)動， 例如間隙傳動、剎緊等運(yùn)動。各種重型設(shè)備的發(fā)展，機(jī)械構(gòu)件不只是尺寸大、重量大，而且還 有更高尺寸精度、高的形位公差和加工效率等要求。重型機(jī)床尤其是工作臺應(yīng)具有足夠的 剛性和抗振性。為滿足以上各項要求，傳統(tǒng)方式都是通過選用合適的支承布局、恰當(dāng)?shù)膫鲃訖C(jī)構(gòu) 和盡可能高的剛性機(jī)械構(gòu)件設(shè)計機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺的?，F(xiàn)有的機(jī)床工作臺，通常是在剛性較 好的機(jī)座上布置有上、下兩組軸承，工作臺連同回轉(zhuǎn)主軸被置于上、下兩組軸承之間，并設(shè) 有消除軸承游隙或者調(diào)整預(yù)負(fù)荷的機(jī)構(gòu)。主軸軸系上用的軸承，可以是滾動軸承、滑動(動 壓)軸承抑或是流體靜動壓軸承，或者是其組合結(jié)構(gòu)。但現(xiàn)有機(jī)床工作臺的軸系無論采用 何種形式的結(jié)構(gòu)，其一個共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是都存在有軸承的內(nèi)部間隙和配合間隙，如下軸 承的內(nèi)部游隙、滑動(動壓)和流體靜動壓軸承的間隙等，屬于軸承內(nèi)部間隙；軸承外套圈 和座孔的間隙等則屬于配合間隙。這些間隙中有些是合理和必須的，例如滑動軸承和流體 靜動壓軸承中，沒有間隙就不能工作。而有些則是被迫和不得不留有的間隙，例如上軸承選 用圓錐滾子軸承組合時，下軸承往往選用向心類球或滾子軸承，為方便裝拆，此時不但上軸 承外套圈與機(jī)座孔選擇間隙配合，下軸承內(nèi)部的游隙也無法消除，尤其是下軸承外套圈與 座孔間，還要求選擇間隙更大的配合。上述的必須或是被迫和不得不留有的間隙，是現(xiàn)有傳統(tǒng)的機(jī)床工作臺中無法克服 的一個重大缺陷，是對機(jī)床工作臺之軸系剛性的無法挽回的損失，從而限制了工作臺的承 載能力。中國專利公開號CN1013^933A提出了一種全新的可實現(xiàn)高精度的推力向心組合 圓錐滾子軸承，其不但在軸承內(nèi)部的滾子及對應(yīng)的滾道之間無徑向和軸向游隙，軸承內(nèi)外 套圈與其配合的軸肩和座孔之間，也無間隙，均可在預(yù)定的緊配合狀態(tài)下工作，為開發(fā)完全 無間隙軸系的回轉(zhuǎn)工作臺提供了技術(shù)基礎(chǔ)和平臺，使之成為可能。

實用新型內(nèi)容針對上述情況，本實用新型將提供一種以推力向心組合圓錐滾子軸承為結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)、具有高承載能力、高精度、高剛度和完全無間隙軸系的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置。本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其基本結(jié)構(gòu)包括有順序設(shè)置的基座單元、 軸承單元和回轉(zhuǎn)單元幾部分。在基座單元中的基座上，緊固連接有一個帶有軸向外柱面和徑向軸肩端面的軸臺結(jié)構(gòu)。軸承單元中，有一個推力向心組合圓錐滾子軸承，具體結(jié)構(gòu)形式 可參見上述中國專利公開號CN1013^933A的內(nèi)容。其中該推力向心組合圓錐滾子軸承中 的平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)，緊固設(shè)置在軸臺結(jié)構(gòu)的徑向軸肩端面上；推力向心組合圓錐滾子軸 承中的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)，緊配合于軸臺結(jié)構(gòu)的軸向外柱面處；位于平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)和內(nèi)圈結(jié)構(gòu) 之間并同時分別與呈相交軸線設(shè)置的推力滾子組和向心滾子組配合的動圈結(jié)構(gòu)，與回轉(zhuǎn)單 元中經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)可由驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體經(jīng)連接結(jié)構(gòu)緊固連接?；剞D(zhuǎn)單元中的回轉(zhuǎn) 工作臺，則緊固連接在回轉(zhuǎn)體的軸向旋轉(zhuǎn)端面上。進(jìn)一步，在上述結(jié)構(gòu)中所說的推力向心組合圓錐滾子軸承中內(nèi)圈結(jié)構(gòu)的軸向端面 處，可以、并且最好還配合有一個可調(diào)整其軸向位置的預(yù)負(fù)荷調(diào)整結(jié)構(gòu)，并在其回轉(zhuǎn)工作臺 承載方向的端面上并設(shè)置有一個可被緊固于軸臺結(jié)構(gòu)對應(yīng)端面上的軸承壓緊板。所說的該 預(yù)負(fù)荷調(diào)整結(jié)構(gòu)，可以采用能通過增減疊加數(shù)量或修磨厚度等方式改變其軸向厚度的墊圈 構(gòu)件等不同和適當(dāng)?shù)男问?。在一個可供參考的實例中采用的是可改變其軸向厚度的墊圈構(gòu) 件，通過調(diào)整或修磨墊圈的厚度，使壓緊后(可通過螺釘擰緊等方式)的該軸承壓緊板的端 面能迫使推力向心組合圓錐滾子軸承中的該內(nèi)圈結(jié)構(gòu)軸向移動，實現(xiàn)對該軸承內(nèi)部負(fù)游隙 的調(diào)整，使所有軸承套圈與其配合的機(jī)件間均是無間隙的，滾子組與滾道之間是加有預(yù)載 荷的因而也是無間隙的，達(dá)到使該回轉(zhuǎn)裝置的無間隙高精度目的和要求。在上述結(jié)構(gòu)中，所說的推力向心組合圓錐滾子軸承中的該動圈結(jié)構(gòu)與回轉(zhuǎn)單元間 間的連接結(jié)構(gòu)，可以選擇常用的螺釘結(jié)構(gòu)、孔-銷結(jié)構(gòu)或經(jīng)緊固件固定的壓板結(jié)構(gòu)等不同 形式。在一個可供參考的實例中，采用的是經(jīng)螺釘?shù)染o固件固定的壓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行的連接。本實用新型上述裝置中所說的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通常可為相應(yīng)功率的電動機(jī)。所說用于 帶動回轉(zhuǎn)單元旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)，則可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式和/或不同的設(shè)置方式。例如， 驅(qū)動電機(jī)經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)構(gòu)、蝸輪-蝸桿機(jī)構(gòu)等不同的傳動機(jī)構(gòu)帶動上述推力向心組 合圓錐滾子軸承中的動圈結(jié)構(gòu)或回轉(zhuǎn)體，甚至可直接驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺等方式實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。其 中，較好方式是采用由傳動機(jī)構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式。其中的傳動機(jī)構(gòu)，例如可以采 用為至少包括有其傳動末級設(shè)置在該回轉(zhuǎn)單元上的直齒型或斜齒型端面?zhèn)鲃育X輪，或是至 少包括有傳動末級設(shè)置在該回轉(zhuǎn)單元上的直齒型或斜齒型圓柱傳動齒輪，還可以采用為至 少包括有其傳動末級為與該回轉(zhuǎn)單元相配合的由蝸桿-蝸輪組成的傳動機(jī)構(gòu)等不同形式。本實用新型上述結(jié)構(gòu)形式的回轉(zhuǎn)裝置可應(yīng)用于大型立式車床、銑床、磨床，或者其 它需要高承載能力、高精度的專用機(jī)床。在本實用新型上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)如立車、立 磨、立銑的不同尺寸規(guī)格，不同載荷、精度、轉(zhuǎn)速等要求，選用不同尺寸規(guī)格的組合軸承，可 設(shè)計出不同尺寸規(guī)格，不同載荷能力，轉(zhuǎn)速及精度的轉(zhuǎn)臺供各類、各型主機(jī)選用。例如在應(yīng) 用于重型龍門式立式機(jī)床時，本實用新型上述結(jié)構(gòu)中的基座單元，還可以進(jìn)一步發(fā)展成為 床身，可將龍門立柱直接裝于其上。由于本實用新型上述裝置中的回轉(zhuǎn)支承只使用了一套能實現(xiàn)高精度的向心推力 組合圓錐滾子軸承，取代了目前傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)工作臺中由2 3套滾動軸承(或滑動軸承、靜動 壓軸承)和主軸組成的“軸系”的主軸旋轉(zhuǎn)帶動工作臺的方式，將其主軸改變?yōu)楸緦嵱眯滦?結(jié)構(gòu)中靜止不動且能實現(xiàn)高精度和高剛性的軸臺結(jié)構(gòu)，并由該向心推力組合圓錐滾子軸承 中的動圈結(jié)構(gòu)帶動工作臺轉(zhuǎn)動，從而徹底消除了目前傳統(tǒng)機(jī)床工作臺軸系中存在的間隙和 剛性損失，大幅度簡化了現(xiàn)有工作臺的結(jié)構(gòu)，也降低了回轉(zhuǎn)工作臺的高(厚)度，能極大地提高其承載能力。此外，為承載工件重量，目前一些傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)工作臺中選用了推力圓柱滾 子軸承，但由于滾子長度方向處于不同滾動半徑位置，轉(zhuǎn)動時滾子存在打滑現(xiàn)象，因而其許 用轉(zhuǎn)速較低。本實用新型上述的回轉(zhuǎn)工作裝置中采用的該組合圓錐滾子，則可以消除打滑 現(xiàn)象，因而能顯著提高其回轉(zhuǎn)工作臺的許用轉(zhuǎn)速。以現(xiàn)有傳統(tǒng)立式車床工作臺為例，本實用新型上述結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)裝置與其進(jìn)行的承 載能力及精度的對比試驗結(jié)果，如表1所示。表1本專利用于立車工作臺的實例與傳統(tǒng)立車工作臺的對比
加工工件最大外徑 (mm)軸向承載能力(t) (舊結(jié)構(gòu)/本專利)*徑向承載能力⑴ (舊結(jié)構(gòu)/本專利)加工精度(徑向跳動)(mm) (舊結(jié)構(gòu)/本專利)16005/>100無數(shù)據(jù)/ 1260.015/暫無數(shù)據(jù)250010/>100無數(shù)據(jù)/1260.025/ 0.003 **315010/>100無數(shù)據(jù)/1260.025/暫無數(shù)據(jù)350030/>180無數(shù)據(jù)/2000.03/暫無數(shù)據(jù)500063>180無數(shù)據(jù)/2000.03暫無數(shù)據(jù)表1的結(jié)果中，*所示的本實用新型裝置的承載能力，是按組合軸承額定動載荷 乘以0. 3系數(shù)得到；* *所示的數(shù)據(jù)為試車鑄鐵工作臺面的測量結(jié)果，其端面和徑向跳動 均小于0. 003mm ；試車精車淬硬鋼，工件為40CrMoVNb HRc55 60的變漿軸承套圈，工作臺 轉(zhuǎn)數(shù)12. 5rpm,車削速度78. 5m/min,第一刀切深I(lǐng)mm(車圓)，第二刀切深0. 15mm,走刀速度 1. 8mm/min，可達(dá)到徑向跳動0. 002mm (淬火軟帶區(qū)0. 005 0. Olmm)。
以下結(jié)合附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步 的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離 本實用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或 變更，均應(yīng)包括在本實用新型的范圍內(nèi)。

圖1是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的又一種結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的一種形式，結(jié)構(gòu)中包括有順序設(shè)置 的基座單元、軸承單元和回轉(zhuǎn)單元幾部分結(jié)構(gòu)。在基座單元中的基座9上，緊固連接有一個 帶有軸向外柱面和徑向軸肩端面的高精度、高剛性的軸臺結(jié)構(gòu)7 ；軸承單元中有一個具有 如中國專利公開號CN1013^933A所述結(jié)構(gòu)形式的高精度推力向心組合圓錐滾子軸承，其 中的平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)10緊固設(shè)置在軸臺結(jié)構(gòu)7的徑向軸肩端面上；推力向心組合圓錐滾 子軸承中的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)5緊配合于軸臺結(jié)構(gòu)7的軸向外柱面處；位于平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)10和 內(nèi)圈結(jié)構(gòu)5之間、并同時分別與呈相交軸線設(shè)置的推力滾子組11和向心滾子組4配合的動 圈結(jié)構(gòu)3，與回轉(zhuǎn)單元中的可經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)13由驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體2經(jīng)螺釘?shù)染o固 件固定的壓板等連接結(jié)構(gòu)12緊固連接。在該推力向心組合圓錐滾子軸承中內(nèi)圈結(jié)構(gòu)5的軸向端面處，還配合有一個可調(diào)節(jié)軸向厚度的墊圈形式的預(yù)負(fù)荷調(diào)整結(jié)構(gòu)6，其回轉(zhuǎn)工作臺 承載方向的端面設(shè)置有一個由螺釘緊固于軸臺結(jié)構(gòu)7相應(yīng)端面上的軸承壓緊板8。回轉(zhuǎn)單 元中的回轉(zhuǎn)工作臺1緊固連接在回轉(zhuǎn)體2的軸向旋轉(zhuǎn)端面上。所說的驅(qū)動機(jī)構(gòu)為常規(guī)的電 動機(jī)(圖中未示出)；所說的傳動機(jī)構(gòu)13未全部示出，其中只示出了其傳動末級可以采用 為設(shè)置在該回轉(zhuǎn)單元2上的直齒型或斜齒型端面?zhèn)鲃育X輪。圖2是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的另一種形式，其基本結(jié)構(gòu)與圖1 一 致，不同處在于所說的用于帶動回轉(zhuǎn)單元2旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)13可以采用為其傳動末級是設(shè) 置在回轉(zhuǎn)單元2上的直齒型或斜齒型圓柱傳動齒輪。圖3是本實用新型用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置的又一種形式，其基本結(jié)構(gòu)也與圖1 一致，不同處在于所說的用于帶動回轉(zhuǎn)單元2旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)13中，至少可包括有傳動末 級為與回轉(zhuǎn)單元2相配合的由蝸桿131和蝸輪132組成的傳動機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是包括有順序設(shè)置的基座單元、軸承單元和回轉(zhuǎn) 單元，基座單元中的基座(9)上緊固連接有一個帶有軸向外柱面和徑向軸肩端面的軸臺結(jié) 構(gòu)(7)；軸承單元中有一個推力向心組合圓錐滾子軸承，其平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)(10)緊固設(shè) 置在軸臺結(jié)構(gòu)(7)的徑向軸肩端面上，推力向心組合圓錐滾子軸承的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)(5)緊配合 于軸臺結(jié)構(gòu)(7)的軸向外柱面處，位于平面環(huán)型座圈結(jié)構(gòu)(10)和內(nèi)圈結(jié)構(gòu)(5)之間并同時 分別與呈相交軸線設(shè)置的推力滾子組(11)和向心滾子組⑷配合的動圈結(jié)構(gòu)(3)，與回轉(zhuǎn) 單元中經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)(13)可由驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體(2)經(jīng)連接結(jié)構(gòu)(12)緊固連接， 回轉(zhuǎn)單元中的回轉(zhuǎn)工作臺(1)緊固連接在回轉(zhuǎn)體O)的軸向旋轉(zhuǎn)端面上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的推力向心組合圓 錐滾子軸承中內(nèi)圈結(jié)構(gòu)(5)的軸向端面處配合有一個可調(diào)整軸向位置的預(yù)負(fù)荷調(diào)整結(jié)構(gòu) (6)，其回轉(zhuǎn)工作臺承載方向的端面設(shè)置有一個可被緊固于軸臺結(jié)構(gòu)(7)對應(yīng)端面上的軸 承壓緊板⑶。
3.如權(quán)利要求2所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的配合在推力向心組 合圓錐滾子軸承中內(nèi)圈結(jié)構(gòu)(5)的軸向端面處的預(yù)負(fù)荷調(diào)整結(jié)構(gòu)(6)為可改變其軸向厚度 的墊圈構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的推力向心 組合圓錐滾子軸承中的動圈結(jié)構(gòu)(3)與回轉(zhuǎn)單元O)間的連接結(jié)構(gòu)(12)為經(jīng)緊固件固定 的壓板結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的用于帶動 回轉(zhuǎn)單元( 旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)(1 中至少包括傳動末級設(shè)置在回轉(zhuǎn)單元( 上的直齒型 或斜齒型端面?zhèn)鲃育X輪。
6.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的用于帶動 回轉(zhuǎn)單元( 旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)(1 中至少包括傳動末級設(shè)置在回轉(zhuǎn)單元( 上的直齒型 或斜齒型圓柱傳動齒輪。
7.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，其特征是所說的用于帶動 回轉(zhuǎn)單元( 旋轉(zhuǎn)的傳動機(jī)構(gòu)(1 中至少包括有傳動末級為與回轉(zhuǎn)單元( 相配合的由 蝸桿(131)和蝸輪(132)組成的傳動機(jī)構(gòu)。
專利摘要用于重型設(shè)備的回轉(zhuǎn)裝置，包括有順序設(shè)置的基座單元、軸承單元和回轉(zhuǎn)單元。基座單元的基座緊固連接有一帶有軸向外柱面和徑向軸肩端面的軸臺；軸承單元中有一推力向心組合圓錐滾子軸承，其平面環(huán)型座圈緊固設(shè)置在軸臺的徑向軸肩端面上，其內(nèi)圈緊配合于軸臺的軸向外柱面處，位于平面環(huán)型座圈和內(nèi)圈之間并同時分別與呈相交軸線設(shè)置的推力滾子組和向心滾子組配合的動圈，與回轉(zhuǎn)單元中可經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)由驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動的回轉(zhuǎn)體緊固連接，回轉(zhuǎn)工作臺緊固連接在回轉(zhuǎn)體軸向旋轉(zhuǎn)端面上。該裝置完全取消了傳統(tǒng)工作臺的軸系，簡化了結(jié)構(gòu)，并取消了傳統(tǒng)工作臺中的各種間隙，能實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的高承載能力及高剛性，提高了其許用轉(zhuǎn)速及精度。
文檔編號B23Q1/25GK201913474SQ201020686809
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者佘輔仁, 孫錫炎, 文宇, 文鑒恒 申請人:成都科華重型軸承有限公司