專利名稱：大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種大型精密轉(zhuǎn)臺用機(jī)械式滾動軸承。
背景技術(shù)：
大型精密轉(zhuǎn)臺不僅要承受數(shù)十噸以上的軸向載荷，還要求承受較大的徑向載荷以 及高的運(yùn)動精度和穩(wěn)定性，從而滿足轉(zhuǎn)臺工作的平穩(wěn)性、精確性等要求。通用的推力球軸 承、推力滾子軸承的軸向承載能力雖也可以滿足要求，但自身無徑向承載能力，而且回轉(zhuǎn)精 度也無法達(dá)到要求。液體靜壓軸承雖然摩擦力矩低，功耗小，回轉(zhuǎn)精度好，壽命長，但其性能 受溫度影響較大，須嚴(yán)格控制工作環(huán)境的溫度變化，同時還需要一套復(fù)雜可靠的供油系統(tǒng) 以及獨立供電系統(tǒng)，進(jìn)而增加設(shè)備、空間和重量。因此，需要設(shè)計一種新結(jié)構(gòu)型式的軸承來 滿足大型精密轉(zhuǎn)臺的各項指標(biāo)要求。 大型精密轉(zhuǎn)臺用轉(zhuǎn)盤軸承并不多見，報導(dǎo)也不多，與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù) 是美國Rotek公司為4. 2米口徑SOAR望遠(yuǎn)鏡的方位軸系專門設(shè)計了大型特種軸承，Kerstan G. H. ，David F. ， Al G. . High-performance mount for the SOAR telescope project[J]. Proc. SPIE， 2000， 4004 :127-134，如附圖1所示。它是由大接觸角的推力球軸承和徑向密珠 軸承共同構(gòu)成的一體化結(jié)構(gòu)，包括下軸承環(huán)1、軸向鋼球2、保持架3、上軸承環(huán)4、徑向鋼球 5、徑向鋼球擋環(huán)6、密封圈7。軸向鋼球2通過保持架3安裝在下軸承環(huán)1的弧面滾道內(nèi)， 同時軸向鋼球2的上部與上軸承環(huán)4的弧面滾道相接觸。徑向鋼球5安裝在下軸承環(huán)1上 部外圓柱面的臺階上，同時徑向鋼球5與上軸承環(huán)4的內(nèi)圓柱滾道相接觸。擋環(huán)6通過螺 釘與下軸承環(huán)l的上端面相連接，并與徑向鋼球5在軸向上保持2mm距離。在擋環(huán)6上方 的密封圈7鑲嵌在上軸承環(huán)4的內(nèi)環(huán)面凹槽內(nèi)，下部與擋環(huán)6相接觸。上軸承環(huán)4和下軸 承環(huán)1分別通過螺釘與相應(yīng)配合件相連接。下部的軸向鋼球2承受軸向載荷，上部在預(yù)載 荷作用下沿徑向分布的徑向鋼球5承受徑向載荷，這種設(shè)計在12inchs(3. 66m)的直徑范圍 提供了足夠的剛度，而且由于鋼球良好的滾動特性減小了摩擦阻力，而且徑向軸承彌補(bǔ)了 推力軸承徑向剛度較低的不足。 該軸承存在的主要問題是由于該軸承采用了循環(huán)油潤滑方式，在軸承內(nèi)部需要 留出充分的空間用于安裝輸油管及分油器等裝置。而對于使用2m外徑軸承的大型精密轉(zhuǎn) 臺而言，其內(nèi)部空間較小，軸承的結(jié)構(gòu)尺寸和潤滑方式等都無法滿足輸油管及分油器等裝 置的安裝要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于，針對大型精密轉(zhuǎn)臺大承載、高 精度和低摩擦的設(shè)計要求，特設(shè)計一種大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn) 盤軸承。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如附圖2所示。包括軸向鋼球擋環(huán)8、密封墊9、保持架 10、軸向鋼球11、上軸承環(huán)12、軸承蓋板13、徑向鋼球14、徑向鋼球擋環(huán)15、下軸承環(huán)16 ;軸向鋼球11通過保持架10安裝在下軸承環(huán)16的弧面滾道內(nèi)，同時軸向鋼球11的上部與上 軸承環(huán)12的弧面滾道相接觸；徑向鋼球14安裝在下軸承環(huán)16上部外圓柱面的臺階上，同 時徑向鋼球14與上軸承環(huán)12的內(nèi)圓柱滾道相接觸；徑向鋼球擋環(huán)15通過螺釘與下軸承環(huán) 16的上端面相連接，并與徑向鋼球14在軸向上保持3mm距離；上軸承環(huán)12通過外部的裝 配連接件上壓環(huán)18與軸承上方的轉(zhuǎn)臺相固定，下軸承環(huán)16通過外部的裝配連接件下壓環(huán) 17與軸承下方的基座相固定；下部的軸向鋼球ll承受軸向載荷，上部在預(yù)載荷作用下沿徑 向分布的徑向鋼球14承受徑向載荷；軸承蓋板13通過螺釘與上軸承環(huán)12上部內(nèi)圓柱面的 臺階相連接；軸向鋼球擋環(huán)8通過螺釘安裝在下軸承環(huán)16的外圓柱面的臺階上，兩者之間 裝有密封墊9。 工作原理說明下壓環(huán)17通過螺釘與軸承下方的基座相固定，同時將下軸承環(huán)16 與基座之間壓緊，成為固定部分。上壓環(huán)18通過螺釘與軸承上方的轉(zhuǎn)臺相固定，同時將上 軸承環(huán)12與轉(zhuǎn)臺之間壓緊，成為轉(zhuǎn)動部分。轉(zhuǎn)動部分借助軸向軸承11和徑向軸承14的滾 動實現(xiàn)與固定部分之間的相對轉(zhuǎn)動。軸承的軸向鋼球11分別鑲嵌在沿保持架10圓周均勻 分布的徑向小孔內(nèi)，主要承擔(dān)軸向載荷，而徑向鋼球14密集排列在軸承的直徑方向上，承 擔(dān)徑向載荷。 本發(fā)明的積極效果該轉(zhuǎn)盤軸承具有良好的滾動特性和低間隔阻力有效的減小了 摩擦阻力。摩擦力矩變化僅為10% ;相對于傳統(tǒng)的角接觸推力球軸承具有較小的接觸應(yīng) 力和彈性趨近量，較大的基本額定靜載荷和靜載荷安全系數(shù)，特別是增大了接觸角(a > 80° )的情況下，能夠在不改變鋼球和滾道材料的前提下大幅度提高承載能力和剛度，更 適合大載荷高剛度要求；相對于液體靜壓軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定和成本低等優(yōu)點； 根據(jù)的需求可設(shè)計成適應(yīng)不同載荷的系列產(chǎn)品。


圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
軸向鋼球11的材料采用GCrl5SiMn，徑向鋼球14的材料采用GCrl5，并且均經(jīng)過 衍射法精測挑選，保證在轉(zhuǎn)臺運(yùn)行中軸承保持高回轉(zhuǎn)精度。上軸承環(huán)12和下軸承環(huán)16的材 質(zhì)采用42CrMo4V，抗拉強(qiáng)度800-950MPa，屈服極限高于550MPa，滾道淬火后硬度HRC58_63。 徑向鋼球14和上軸承環(huán)12、下軸承環(huán)16三者之間配合為微量過盈配合。保持架10材質(zhì) 采用尼龍PA66。軸向鋼球擋環(huán)8、徑向鋼球擋環(huán)15以及軸承上蓋13材質(zhì)采用30號鋼。密 封圈9材質(zhì)采用橡膠。上軸承環(huán)12、下軸承環(huán)16的滾道面形誤差均為0. 003mm，軸向鋼球 11和徑向鋼球14的等徑差均為0. 001 0. 002mm。對于使用2m外徑軸承的轉(zhuǎn)臺精度小于 5〃 ，端跳小于0. 02mm，徑跳小于0. 。軸承的潤滑方式采用脂潤滑方式，潤滑劑采用 7008航空潤滑脂。
權(quán)利要求
大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承，包括保持架(10)、軸向鋼球(11)、上軸承環(huán)(12)、徑向鋼球(14)、徑向鋼球擋環(huán)(15)、下軸承環(huán)(16)；其特征在于還包括軸向鋼球擋環(huán)(8)、密封墊(9)、軸承蓋板(13)；軸向鋼球(11)通過保持架(10)安裝在下軸承環(huán)(16)的弧面滾道內(nèi)，同時軸向鋼球(11)的上部與上軸承環(huán)(12)的弧面滾道相接觸；徑向鋼球(14)安裝在下軸承環(huán)(16)上部外圓柱面的臺階上，同時徑向鋼球(14)與上軸承環(huán)(12)的內(nèi)圓柱滾道相接觸；徑向鋼球擋環(huán)(15)通過螺釘與下軸承環(huán)(16)的上端面相連接，并與徑向鋼球(14)在軸向上保持3mm距離；上軸承環(huán)(12)通過外部的裝配連接件上壓環(huán)(18)與軸承上方的轉(zhuǎn)臺相固定，下軸承環(huán)(16)通過外部的裝配連接件下壓環(huán)(17)與軸承下方的基座相固定；軸承蓋板(13)通過螺釘與上軸承環(huán)(12)上部內(nèi)圓柱面的臺階相連接；軸向鋼球擋環(huán)(8)通過螺釘安裝在下軸承環(huán)(16)的外圓柱面的臺階上，兩者之間裝有密封墊(9)。
全文摘要
大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承，屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種大型精密轉(zhuǎn)臺用機(jī)械式滾動軸承。要解決的技術(shù)問題是提供一種大型精密轉(zhuǎn)臺用徑向自定位雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承。解決的技術(shù)方案包括軸向鋼球擋環(huán)、密封墊、保持架、軸向鋼球、上軸承環(huán)、軸承蓋板、徑向鋼球、徑向鋼球擋環(huán)、下軸承環(huán)；通過保持架安裝在下軸承環(huán)的弧面滾道內(nèi)的軸向鋼球，其上部與上軸承環(huán)的弧面滾道相接觸；安裝在下軸承環(huán)上部外圓柱面的臺階上的徑向鋼球，與上軸承環(huán)的內(nèi)圓柱滾道相接觸；上軸承環(huán)通過上壓環(huán)與軸承上方的轉(zhuǎn)臺相固定，下軸承環(huán)通過下壓環(huán)與軸承下方的基座相固定；下部的軸向鋼球承受軸向載荷，上部的徑向鋼球承受徑向載荷。
文檔編號F16C19/50GK101713434SQ20091006738
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者宋云奪, 張景旭, 王志, 王志臣, 王槐, 趙勇志 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所