專利名稱：空心圓柱滾子軸承砂輪軸系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種磨床主軸功能部件，確切地說一種套筒式徑向止推空心圓柱滾子軸承砂輪主軸系。主要用于外圓磨床、內(nèi)圓磨床、萬能磨床、軸承溝道磨床、凸輪磨床等精密機床中。
現(xiàn)有的滾珠軸承套筒式輪軸系典型結(jié)構(gòu)如


圖1所示，其軸的前支承由一對向心推力球軸承組成，后支承為另一對向心推力球軸承。為了防止砂輪軸因運轉(zhuǎn)中發(fā)熱產(chǎn)生熱伸長而引起的軸向位移而影響加工精度，后軸承外徑與套筒孔徑間配合為滑動配合，并用彈簧給軸承外圈一向后推力，即給軸一張力將軸拉向后方，當軸受熱而伸長時，在張力控制下軸向后方伸長，以保持砂輪位移不變，上述主軸系的缺點是1、向心推力球軸承的徑向剛性差。
2、后軸承與套筒配合有較大的間隙，因而降低了軸系的系統(tǒng)剛度。
為提高砂輪軸系的剛度，目前多數(shù)采用增加向心推力球軸承的數(shù)量。例意大利NOVA砂輪軸系采用了6個向心推力球軸承，西德GMN，東德OSSA及蘇聯(lián)CIII砂輪軸系都采用了8個或更多的向心推力球軸承。這樣不僅增加了成本，而且也增加了軸承配對的困難。眾所周知，在一個軸承支點處采用一個以上的軸承時就存在一個載荷分布不勻的問題，要想使多個軸承負載基本相同，必須使該支點處的所有軸承內(nèi)徑、外徑尺寸相同，軸承的壓力角也相同，目前我國軸承工業(yè)只能提供雙聯(lián)向心推力球軸承，國外可提供3－5聯(lián)向心推力球軸承配對產(chǎn)品。
空心圓柱滾子軸承的出現(xiàn)(如美國專利3，765，071、中國專利CN86209983)，為套筒式砂輪軸系提供了高精度、高剛度、高極限轉(zhuǎn)速的軸承。因而出現(xiàn)了套筒式空心圓柱滾子軸承砂輪主軸系(CN86206678U)，它在精度和剛度的提高方面顯示了優(yōu)越的性能，但該結(jié)構(gòu)仍存在以下缺點1、必須配合使用雙向止推軸承作為軸向定位。
2、當要求嚴格限制砂輪軸向熱位移量時，此種結(jié)構(gòu)安排比較困難，若將雙向止推軸承(或向心推力球軸承置于前空心滾子軸承之前則增加了砂輪懸伸長度，而使軸承系統(tǒng)的剛度降低。由于空心滾子軸承的內(nèi)圈、外圈為過盈熱裝于軸上和殼體上，如果將雙向止推軸承置于空心滾子軸承之后，則砂輪軸裝配極為困難，且止推軸承損壞后無法更換。
本實用新型的目的在于供提一種結(jié)構(gòu)簡單，且比現(xiàn)有滾珠軸承套筒式砂輪主軸系具有更高精度和剛度的砂輪主軸系。以克服目前的砂輪主軸系存在的軸承多、成本高、配對困難以及安裝調(diào)試不便、精度、剛度不高等缺點。
本實用新型的細節(jié)及優(yōu)點等結(jié)合下列實施例和附圖加以說明。
圖2是根據(jù)本實用新型提出的用于外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、軸承溝道磨床及凸輪磨床等用的套筒式徑向止推空心圓柱滾子軸承砂輪系，它由砂輪1，夾盤2，套筒7，主軸8，徑向止推空心圓柱滾子軸承6，活動擋圈5，彈簧11，油封3，端蓋4及皮帶輪12，鎖母13等組成。
徑向止推空心圓柱滾子軸承的內(nèi)圈6a以過盈配合熱裝于主軸8上，其滾道與主軸一起精磨，徑向止推空心圓柱軸承外圈6b以過盈配合熱裝于套筒7上，與殼體成一體后作最終精加工，因而保證了兩軸承滾道具有最佳的同軸度和圓柱度。由于采用此種結(jié)構(gòu)，避免了采用螺母與軸臺固定軸承內(nèi)圈、壓蓋與殼體臺階固定外圈時，由于螺紋精度、臺階、壓蓋及螺母等對軸的垂直度誤差而引起的軸承套圈的傾斜而影響其精度。此外由于本實用新型軸承內(nèi)外圈采用過盈配套熱裝于軸和殼體上，避免了球軸承內(nèi)圈過渡配合，外圈采用動配合(特別是后支承采用滑配合)而出現(xiàn)的間隙造成接觸剛度差，從而引起系統(tǒng)剛度的降低。而且由于預負荷空心圓柱滾 子軸承本身具有的高精度、高剛度的特點，使本實用新型為傳統(tǒng)球軸承套筒式砂輪軸系的滾動支承剛度的4倍，主軸徑向迥轉(zhuǎn)精度在1μm以下，徑向跳動由2－8μm降至0.5－2μm，軸向跳動由5－10μm降至2μm以下。磨削零件的精度、光潔度和生產(chǎn)率均有明顯地提高，與空心滾子軸承套筒式砂輪軸系相比可節(jié)省一套用作軸向定位的滾動或油膜軸承，簡化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了費用。同時，解決了控制主軸的熱伸長方向問題，保證了砂輪在磨削過程中位置的穩(wěn)定。
本實施例的主軸前支承采用雙列單向徑止推空心圓柱滾子軸承，外圈帶活動拼接擋邊，外圈擋邊(含拼接擋邊)采用在兩軸承外側(cè)布置形式?；顒悠唇訐踹吙繌椈闪涸诳招臐L子端面上，通過內(nèi)圈將力傳遞到軸上，當前支承拼接擋邊和滾子端面有間隙時，則軸向前移動至間隙消除為止。運轉(zhuǎn)過程中在軸承擋邊各滾子之間形成彈性流體潤滑油膜，支承軸向負荷，當軸受熱伸長時，前支承限制軸向前伸長，而后支承通過活動擋邊、彈簧使軸作軸向移動(在克服彈簧力條件下)，軸連同軸承內(nèi)圈，空心滾子壓縮彈簧作微小的軸向移動，這樣就保證了砂輪位置固定不變，因而保證了磨削加工零件的尺寸精度。這種結(jié)構(gòu)使主軸軸向跳動在1μm左右，它較滾珠軸承套筒式砂輪軸系的軸向擺動值大為減小。
根據(jù)需要前支承可用“多列”，后支承可用“單列”徑向止推空心圓柱滾子軸承。
圖3、為根據(jù)本實用新型而提出的內(nèi)圓磨頭實施例，其不同之處是在于前后支承皆采用單列單向止推空心圓柱滾子軸承，外圈擋邊(包括拼接擋邊)采用在兩軸承內(nèi)側(cè)分布形式。在彈簧作用下，活動拼接擋邊通過空心滾子的端面壓緊內(nèi)圈擋邊，使軸保持向后張力，當軸受熱伸長時其方向是向后方。這種軸向移動不需要像滾珠軸承套筒式砂輪軸系那樣，在軸承外環(huán)和殼體之間作相對滑動，不必留有間隙，因而大大地提高了后軸承的接觸剛度。雖然在滾道與空心滾子之間有較大的預負荷，但在旋轉(zhuǎn)時由于軸受熱伸長，滾子在外滾道上作螺旋運動而補償了軸的熱伸長并達到了新的位置上。
當套筒徑向尺寸受到限制時，徑向止推空心圓柱滾子軸承內(nèi)圈與主軸可設(shè)計成一體，根據(jù)砂輪軸的轉(zhuǎn)速不同，其潤滑可采用浸油循環(huán)油、油氣潤滑或油霧潤滑等方式。
圖4，是根據(jù)本實用新型而提出的另一種結(jié)構(gòu)，其前支承采用雙向徑向止推空心圓柱滾子軸承，后支承采用空心圓柱滾子軸承。
權(quán)利要求1.一種空心圓柱滾子軸承砂輪裝置由箱體、套筒、主軸、軸承、皮帶輪、砂輪法蘭和砂輪等組成，其特征是在套筒式結(jié)構(gòu)中，采用雙向或單向徑向止推空心圓柱滾子軸承及空心圓柱滾子軸承作為主軸的支承，軸承的內(nèi)圈與軸及軸承的外圈與套筒孔之間為過盈配合，支承的一端設(shè)有彈簧及活動拼接擋圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂輪裝置，其特征在于當兩端支承均采用單向徑向止推空心圓柱滾子軸承時，其外圈擋邊、活動拼接擋圈有兩種分布形式a、一種在兩端軸承外側(cè)；b、另一種在兩端軸承內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂輪裝置，其特征在于前支承采用雙向徑向止推空心圓柱滾子軸承時，后軸承采用空心圓柱滾子軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂輪裝置，其特征在于徑向止推空心圓柱滾子軸承和空心圓柱滾子軸承的內(nèi)圈可與軸設(shè)計成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1及2所述的砂輪裝置，其特征在于彈簧及活動拼接擋圈設(shè)計在后支承處或前支承處。
專利摘要一種套筒式徑向止推空心滾子軸承的砂輪裝置，是一種適用于各類磨床的功能部件，該砂輪裝置的特點是在套筒式結(jié)構(gòu)中，采用了雙向或單向止推空心圓柱滾子軸承，作為主軸的支承，支承一端設(shè)有彈簧及活動拼接擋圈，軸承的內(nèi)圈與軸及軸承的外圈與套筒孔之間為過盈配合。這樣即消除了軸承的間隙，又提高了主軸系的精度和剛度，且安裝調(diào)試方便，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好。
文檔編號B24B45/00GK2057128SQ8920125
公開日1990年5月16日 申請日期1989年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月2日
發(fā)明者劉爾膺, 王慧敏, 智建國 申請人:北京軸承研究所