專利名稱：軸承定壓預緊裝置及其選配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軸承領域，特別地，涉及一種軸承定壓預緊裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述軸承定壓預緊裝置的選配方法。
背景技術：
現有的角接觸球軸承的軸向預載方案主要是軸向均載，參見圖3，軸向均載利用彈性元件73的壓縮性、雙半內環(huán)角接觸球軸承71、72的雙向承載特性制備，軸承71的外環(huán)的第一端固定，其第二端通過彈性元件73與軸承72的外環(huán)的第一端連接，軸承72的外環(huán)的第二端為自由端。裝配時按計算的預緊力Ftl對兩軸承71、72進行預緊；參見圖4，工作時對兩軸承71、72施加工作載荷F，隨著工作載荷F的增加，軸承71的軸向承載方向會改變，并在工作點上實現一對角接觸球軸承的軸向均載。軸承71在此過程中會出現卸載、載荷換向等變化，從而較易出現軸承71的輕載打滑或嚴重磨損等情況。發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種軸承定壓預緊裝置及其選配方法，以解決軸向預緊的軸向均載軸承在加載過程中出現卸載、載荷換向帶來的輕載打滑或嚴重磨損等技術問題。
為實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種軸承定壓預緊裝置，包括固定設置的第一軸承、可軸向調節(jié)活動的第二軸承及抵靠于第二軸承自由端的預載組件；預載組件為可壓縮的彈性組件；第一軸承和第二軸承均為角接觸球軸承。
進一步地，預載組件包括彈性墊圈和多個調整墊圈，多個調整墊圈均設置于彈性墊圈和第二軸承的外環(huán)之間。
進一步地，第一軸承和第二軸承均設置于轉軸和靜子之間，軸承定壓預緊裝置還包括軸套，軸套套設于轉軸，并設置于第一軸承和第二軸承之間。
進一步地，還包括鎖緊螺母，第一軸承的內環(huán)的第一端抵靠于軸套的第一端，第一軸承的內環(huán)的第二端由鎖緊螺母固定；第一軸承的外環(huán)的第一端抵靠于靜子的軸肩，第一軸承的外環(huán)的第二端由鎖緊螺母固定。
進一步地，第二軸承的內環(huán)的第一端抵靠于軸套的第二端，第二軸承的內環(huán)的第二端抵靠于外部組件固定；第二軸承的外環(huán)的第一端抵靠于預載組件，第二軸承的外環(huán)的第二端為自由端，自由端沿軸向可調。
根據本發(fā)明的另一方面，還提供了一種軸承定壓預緊裝置的選配方法，其包括以下步驟
步驟S1:計算軸承的預緊力F。；預緊力F。彡1. 58tgaFK±0. 5F，對第一軸承I、第二軸承2分別計算預緊力，取其中的最大值作為整個裝置的預緊力，其中，F表示軸在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的軸向工作載荷，a表示軸承的接觸角，Fk表示作用于軸承的徑向載荷；步驟S2 根據上述步驟SI計算的預緊力Ftl，確定預載組件中的彈性墊圈的厚度h ;步驟S3 :根據上述步驟S2確定的預載組件的剛度以及彈性墊圈的厚度h，計算在預緊力Ftl的作用下彈性墊圈的剩余厚度A ;步驟S4 :確定調整墊圈的厚度；
進一步地，步驟S4還包括步驟S41 :先確定調整墊圈的理論厚度R，R = Ltl-L1-L2-A;其中，Ltl——第一軸承外環(huán)的右端面和彈性墊圈的右端面之間的距離；L1—— 軸套的長度山2——第二軸承的寬度；A——彈性墊圈被壓縮后的剩余厚度；步驟S42 :由理論厚度R獲得調整墊圈的實際裝配厚度R1, R1=RXO. 7+0. 5。
本發(fā)明具有以下有益效果
I、本發(fā)明的軸承定壓預緊裝置，第二軸承外環(huán)的自由端抵靠于可壓縮的預載組件上，預載組件使得第一軸承和第二軸承在受工作載荷F加載的過程中，始終保持兩軸承不會出現載荷換向，從而避免了在載荷換向的卸載過程中，軸承易發(fā)生輕載打滑或嚴重磨損等現象；此外，預載組件通過設置不同數目的調整墊圈可方便快捷的調整彈性墊圈的壓縮量，獲得所需的軸承預緊；第二軸承自由端沿軸向可調，能自動消除溫度對軸承預載的影響；
2、本發(fā)明的軸承定壓預緊裝置的選配方法，通過計算裝配狀態(tài)下軸承的預緊力 Ftl，確定預載組件中的彈性墊圈的厚度h，再獲得軸套的長度和調整墊圈的厚度；將本發(fā)明選配安裝完成后，本發(fā)明的第一軸承能夠實現承載，第二軸承能夠沿軸向可調。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中
圖I是本發(fā)明優(yōu)選實施例的軸承定壓預緊裝置的結構示意圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的軸承定壓預緊裝置的受力結構示意圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的現有技術的軸向預緊方案的結構示意圖；以及
圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的現有技術的軸向預緊方案的受軸向力的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
參見圖1，本發(fā)明提供了一種軸承定壓預緊裝置，其包括固定設置的第一軸承I、 可軸向調節(jié)活動的第二軸承2及抵靠于第二軸承2自由端的預載組件3。其中，第一軸承I 固定設置于轉軸和靜子4之間，承受載荷；第二軸承2設置于轉軸和靜子4之間，沿軸向可調；預載組件3為可壓縮和伸長的彈性組件，用于軸承預緊，并將預緊力Ftl以變形量的形式傳遞給第二軸承2和第一軸承I。第一軸承I和第二軸承2均為角接觸球軸承。優(yōu)選地,第一軸承I和第二軸承2的外環(huán)和內環(huán)寬度相等。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，預載組件3包括彈性墊圈32和多個調整墊圈31，多個調整墊圈31均設置于彈性墊圈32和第二軸承2外環(huán)之間，用于調整兩者之間的間距。裝配時，通過設置不同數目的調整墊圈31來方便快捷的調整彈性墊圈32的壓縮量，獲得所需的軸承預緊。當然，在其他實施例中，預載組件3也可為其他結構形式的彈性組件。
本發(fā)明提供了一種軸承定壓預緊裝置還包括軸套5和鎖緊螺母6，軸套5套設于轉軸，并設置于第一軸承I和第二軸承2之間。第一軸承I的內環(huán)的第一端抵靠于軸套5的第一端，其內環(huán)的第二端由鎖緊螺母6固定；第一軸承I的外環(huán)的第一端抵靠于靜子4的軸肩，第一軸承I的外環(huán)的第二端由鎖緊螺母6固定。第二軸承2的內環(huán)的第一端抵靠于軸套5的第二端，其內環(huán)的第二端抵靠于外部組件(圖未示出)固定；第二軸承2的外環(huán)的第一端抵靠于預載組件3，其第二端為自由端，此自由端可隨預載組件3的壓縮預緊而軸向可調，此結構能自動消除溫度對本裝置的軸承預載的影響。
結合圖2，方向向左的預緊力Ftl依次作用在預載組件3的彈性墊圈32和調整墊圈 31上，彈性墊圈32和調整墊圈31產生壓縮的彈性變形，并將預緊力Ftl依次傳遞給第二軸承2的外環(huán)、內環(huán)，至軸套5后傳給第一軸承I的內環(huán)、外環(huán)。此時，第一軸承I和第二軸承 2的游隙均消除，由于力的傳遞作用，第一軸承I和第二軸承2分別加載了大小相同的預緊力Ftl,此時，預載組件3在預緊的過程中被壓縮，為了保持第二軸承2的力的平衡，其預緊力 F0和預載組件3所釋放的彈性力為一對平衡作用力，而第一軸承I的預緊力Ftl和預載組件 3所釋放的彈性力方向相同，因此，第一軸承I和第二軸承2所承受的預緊力Ftl大小相等、 方向相反，第一軸承I受力向左，第二軸承2受力向右，且其力的作用點分別為第一軸承I 的滾子與其內環(huán)的接觸點a和第二軸承2的滾子與其內環(huán)的接觸點b，第一軸承I起到軸向定位作用。
工作時，轉軸施加方向向左的工作載荷F并作用于第一軸承I和第二軸承2，此時， 第一軸承I的外環(huán)固定，具有軸向定位的作用，能約束軸的向左移動，第一軸承I受到的軸向力為FfF ;而第二軸承2由于受預載組件3的彈性調節(jié)作用，不會受到軸向工作載荷F的作用，而是始終保持預緊力Ftl不變，具體地，工作載荷F方向向左，第二軸承2的外環(huán)未受約束，可受預載組件3的彈性調節(jié)，沿軸向自由活動抵消工作載荷F的作用；另一方面，從軸承的受力分析(圖未示出)可知，工作載荷F使第一軸承I的滾子與其內環(huán)在接觸點a處具有進一步地加壓作用，而工作載荷F使第二軸承2的滾子與其內環(huán)在接觸點b具有脫開趨勢， 因而工作載荷F只作用在第一軸承I上，而不作用在第二軸承2上。在工作載荷F加載的過程中，第一軸承I和第二軸承2不會出現載荷換向所導致的卸載現象。另外，當工作溫度變化時，由于預載組件3的作用使得第二軸承2能沿軸向可調，因此，軸承預載不受影響。
本發(fā)明還提供一種包括上述軸承定壓預緊裝置的選配方法，尤其是預載組件3的選配方法，本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，預載組件3為彈性墊圈32和調整墊圈31，結合圖1和圖 2，其具體包括以下步驟
步驟S1:計算軸承的預緊力F。，所述預緊力F。彡1. 58tgaFK±0. 5F，對第一軸承I、 第二軸承2分別計算預緊力，取其中的最大值作為整個裝置的預緊力，其中，F表示軸在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的軸向工作載荷，a表示軸承的接觸角，Fe表示作用于軸承的徑向載荷；
步驟S2 :根據上述步驟SI計算的預緊力Ftl，確定預載組件3中的彈性墊圈32的厚度to ；
優(yōu)選地，在實際應用中，根據得到的預緊力Ftl，從而選配符合條件的預載組件3，尤其是選配彈性墊圈32的厚度
步驟S3 :根據上述步驟S2確定的預載組件3的剛度以及彈性墊圈32的厚度^ 計算在預緊力Ftl的作用下彈性墊圈32的剩余厚度A ；
步驟S4 :確定調整墊圈31的厚度；
步驟S41 :先確定調整墊圈31的理論厚度R，R = L0-L1-L2-A ；
裝配前，在零件狀態(tài)下分別測量靜子4尺寸U、軸套5尺寸L1、第二軸承2尺寸L2 ; 在專用彈力測量儀器上測量彈性墊圈32在預緊力Ftl作用下產生的彈性變形量δ 1，然后用彈性墊圈32的設計厚度h減去δ 1，即可獲得彈性墊圈32的剩余厚度Α。
其中，L0——第一軸承I外環(huán)的右端面和彈性墊圈32的右端面之間的距離；
L1——軸套5的長度；
L2——第二軸承2的寬度；
A——彈簧墊圈32被壓縮后的剩余厚度。
步驟S42 :由理論厚度R獲得調整墊圈31的實際裝配厚度R1, R1=RXO. 7+0. 5。
本發(fā)明的軸承定壓預緊裝置及其選配方法，第二軸承2外環(huán)的自由端抵靠于可壓縮的預載組件3上，預載組件3使得第一軸承I和第二軸承2在受工作載荷F加載的過程中，始終保持兩軸承不會出現載荷換向，從而避免了在載荷換向的卸載過程中，軸承易發(fā)生輕載打滑或嚴重磨損等現象；此外，預載組件3通過設置不同數目的調整墊圈31可方便快捷的調整彈性墊圈32的壓縮量，獲得所需的軸承預緊；第二軸承2自由端 沿軸向可調，能自動消除溫度對軸承預載的影響。通過計算裝配狀態(tài)下軸承的預緊力Ftl，確定預載組件3中的彈性墊圈32的厚度h，再獲得軸套5的長度和調整墊圈31的厚度；將本發(fā)明選配安裝完成后，本發(fā)明的第一軸承I能夠實現承載，第二軸承2能夠沿軸向可調。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種軸承定壓預緊裝置，其特征在于，包括固定設置的第一軸承(I)、可軸向調節(jié)活動的第二軸承(2)及抵靠于所述第二軸承(2)自由端的預載組件(3)； 所述預載組件(3)為可壓縮的彈性組件； 所述第一軸承(I)和所述第二軸承(2 )均為角接觸球軸承。
2.根據權利要求I所述的軸承定壓預緊裝置，其特征在于，所述預載組件(3)包括彈性墊圈(32)和多個調整墊圈(31)，多個所述調整墊圈(31)均設置于所述彈性墊圈(32)和所述第二軸承(2)的外環(huán)之間。
3.根據權利要求2所述的軸承定壓預緊裝置，其特征在于，所述第一軸承(I)和所述第二軸承(2)均設置于轉軸和靜子(4)之間，所述軸承定壓預緊裝置還包括軸套(5)，所述軸套(5 )套設于所述轉軸，并設置于所述第一軸承(I)和所述第二軸承(2 )之間。
4.根據權利要求3所述的軸承定壓預緊裝置，其特征在于，還包括鎖緊螺母(6)，所述第一軸承(I)的內環(huán)的第一端抵靠于所述軸套(5)的第一端，所述第一軸承(I)的內環(huán)的第二端由鎖緊螺母(6)固定；所述第一軸承(I)的外環(huán)的第一端抵靠于所述靜子(4)的軸肩，所述第一軸承(I)的外環(huán)的第二端由所述鎖緊螺母(6)固定。
5.根據權利要求3所述的軸承定壓預緊裝置，其特征在于，所述第二軸承(2)的內環(huán)的第一端抵靠于所述軸套(5)的第二端，所述第二軸承(2)的內環(huán)的第二端抵靠于外部組件固定；所述第二軸承(2)的外環(huán)的第一端抵靠于所述預載組件(3)，所述第二軸承(2)的外環(huán)的第二端為自由端，所述自由端沿軸向可調。
6.一種軸承定壓預緊裝置的選配方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟SI :計算軸承的預緊力F。； 所述預緊力F。^ I. 58tgaFK±0. 5F，對第一軸承I、第二軸承2分別計算預緊力，取其中的最大值作為整個裝置的預緊力，其中，F表示軸在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的軸向工作載荷，a表示軸承的接觸角，Fe表示作用于軸承的徑向載荷； 步驟S2 :根據上述步驟SI計算的預緊力Ftl，確定所述預載組件(3)中的彈性墊圈(32)的厚度h ； 步驟S3 :根據上述步驟S2確定的所述預載組件(3)的剛度以及彈性墊圈(32)的厚度h，計算在所述預緊力Ftl的作用下彈性墊圈(32)的剩余厚度A ; 步驟S4 :確定調整墊圈(31)的厚度。
7.根據權利要求6所述的軸承定壓預緊裝置的選配方法，其特征在于，所述步驟S4還包括 步驟S41 :先確定所述調整墊圈(31)的理論厚度R，所述R = L0-L1-L2-A ； 其中，L0—所述第一軸承(I)外環(huán)的右端面和所述彈性墊圈(32)的右端面之間的距離； L1——所述軸套(5)的長度； L2-所述第二軸承(2)的寬度； A-所述彈性墊圈(32)被壓縮后的剩余厚度； 步驟S42 由理論所述厚度R獲得所述調整墊圈(31)的實際裝配厚度R1,所述R1=RXO. 7+0. 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸承定壓預緊裝置及其選配方法，包括固定設置的第一軸承、可軸向調節(jié)活動的第二軸承及抵靠于第二軸承自由端的預載組件；預載組件為可壓縮的彈性組件；第一軸承和第二軸承均為角接觸球軸承。本發(fā)明的軸承定壓預緊裝置，第二軸承外環(huán)的自由端抵靠于可壓縮的預載組件，預載組件使得第一軸承和第二軸承在受工作載荷F加載的過程中，始終保持兩軸承不會出現載荷換向，從而避免了在載荷換向的卸載過程中，軸承易發(fā)生輕載打滑或嚴重磨損等現象；此外，預載組件通過設置不同數目的調整墊圈可方便快捷的調整彈性墊圈的壓縮量，獲得所需的軸承預緊；第二軸承自由端沿軸向可調，能自動消除溫度對軸承預載的影響。
文檔編號B23P11/00GK102974972SQ201210516869
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權日2012年12月5日
發(fā)明者關輝, 彭煜 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團)有限公司