一種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密光學(xué)應(yīng)用機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，可應(yīng)用于精密光學(xué)應(yīng)用機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域或其它類似機(jī)械設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]精密機(jī)械軸系的基本要求和類型在許多精密機(jī)械中，例如光學(xué)分光透、經(jīng)瑋儀、測角儀等精密機(jī)械儀器設(shè)備中，對其主軸旋轉(zhuǎn)精度要求越來越高。
[0003]主軸系的精度關(guān)鍵在于軸承選型及組合的設(shè)計。在許多機(jī)械設(shè)備中，如高精度機(jī)床主軸，經(jīng)常采用角接觸球軸承或軸承組合作為軸系結(jié)構(gòu)，為了提高回轉(zhuǎn)軸系的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承組合的剛性，減少支撐的軸向和徑向跳動量，降低軸承部位的振動機(jī)噪音，提高軸承內(nèi)部負(fù)荷分布的合理性和軸承的使用壽命，應(yīng)消除軸承的游隙，通常采用預(yù)緊方法消除軸承的游隙。
[0004]圖1給出了目前比較常用的一種轉(zhuǎn)臺軸系結(jié)構(gòu)組成形式。圖1中軸系的擺角精度主要是通過一對背對背安裝的角接觸球軸承，通過調(diào)整內(nèi)外軸承內(nèi)外圈定距環(huán)的高度差以達(dá)到預(yù)緊軸承，提高軸系精度的目的，為了增加轉(zhuǎn)臺軸系的承載能力，垂直軸系的旋轉(zhuǎn)通過一個推力球軸承實現(xiàn)。然而一對組合的角接觸球軸承既能承受徑向載荷又能承受一定的軸向載荷，在這種結(jié)構(gòu)中方位旋轉(zhuǎn)軸的底面與推力球軸承上承載環(huán)配合連接，同時，方位旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)圈凸臺與角接觸球軸承的外圈預(yù)緊連接，這樣經(jīng)常在裝配過程中出現(xiàn)過定位，即垂直軸系的承力件不唯一，影響軸系的穩(wěn)定性。另外，這種結(jié)構(gòu)為了避免發(fā)生過定位，經(jīng)常需要對零件在裝配過程中進(jìn)行修磨，裝配工藝性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種精度高、易裝配的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，包括載物臺、方位旋轉(zhuǎn)軸、角接觸球軸承、推力球軸承和方位固定箱體，其特殊之處在于:
[0007]所述方位旋轉(zhuǎn)軸和角接觸球軸承均設(shè)置在方位固定箱體內(nèi)；
[0008]方位旋轉(zhuǎn)軸的上端支撐所述載物臺；
[0009]所述角接觸球軸承為一對，這一對角接觸球軸承背對背安裝方位旋轉(zhuǎn)軸的兩端；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的角接觸球軸承為第一角接觸球軸承，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的角接觸球軸承為第二角接觸球軸承；
[0010]第一角接觸球軸承與方位固定箱體之間設(shè)有軸承安裝嵌套，第二角接觸球軸承的外周與方位固定箱體內(nèi)壁接觸；
[0011]所述推力球軸承為雙向推力球軸承，包括上軸承環(huán)、下軸承環(huán)和設(shè)置在上軸承環(huán)和下軸承環(huán)之間的中軸承環(huán)；推力球軸承套接在方位旋轉(zhuǎn)軸上，位于一對角接觸球軸承之間；
[0012]方位固定箱體內(nèi)設(shè)有第一環(huán)形臺階，所述下軸承環(huán)壓緊在所述第一環(huán)形臺階上，上軸承環(huán)被所述軸承安裝嵌套壓緊；
[0013]所述方位旋轉(zhuǎn)軸的上、下兩端分別套接有鎖緊部件；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的鎖緊部件設(shè)置在第一角接觸球軸承上方，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的鎖緊部件設(shè)置在第二角接觸球軸承下方，鎖緊部件用于壓緊相應(yīng)接觸球軸承內(nèi)圈；通過調(diào)整鎖緊部件可調(diào)整角接觸球軸承的徑向游隙，從而達(dá)到調(diào)整軸系精度的目的。
[0014]位于中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸上套有軸套。
[0015]位于中軸承環(huán)以上的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑大于、位于推力球軸承的中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑。
[0016]方位固定箱體的底部固定在底座上。
[0017]上述軸承安裝嵌套內(nèi)壁設(shè)有第二環(huán)形臺階，第一角接觸球軸承落在第二環(huán)形臺階上。
[0018]位于推力球軸承、與第二角接觸球軸承之間的方位固定箱體的內(nèi)徑為R1，第二角接觸球軸承外周相鄰的箱體內(nèi)徑為R2，R1大于R2。
[0019]方位旋轉(zhuǎn)軸的底部設(shè)有擋板，擋板的外徑大于方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑，擋板用于固定軸套，即限制軸套軸向位移。
[0020]上述鎖緊部件是螺母。
[0021]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0022]①本發(fā)明提高了回轉(zhuǎn)軸系的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承組合的剛性，減少支撐的軸向和徑向跳動量，降低軸承部位的振動機(jī)噪音，提高軸承內(nèi)部負(fù)荷分布的合理性和軸承的使用壽命，消除軸承的游隙。
[0023]②本發(fā)明的推力球軸承采用雙向推力球軸承，可以承受兩個方向的軸向載荷，且承載力大；
[0024]③本發(fā)明的推力球軸承位于一對角接觸球軸承之間，可有效避免過定位情況的發(fā)生，且增加軸系穩(wěn)定性，提高軸系精度；
[0025]④通過調(diào)節(jié)預(yù)緊螺母實現(xiàn)角接觸球軸承預(yù)緊力，結(jié)構(gòu)簡單，可靠，加工制造及裝配工藝性好；
【附圖說明】
[0026]圖1為現(xiàn)有軸系結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2為本發(fā)明軸系結(jié)構(gòu)圖。
[0028]附圖標(biāo)記:
[0029]圖1中，1-載物臺；2_方位旋轉(zhuǎn)軸；3_軸承外圈擋板；4_內(nèi)圈擋板；5_角接觸球軸承；6_外圈定距環(huán)；7_內(nèi)圈定距環(huán)；8_推力球軸承；9_方為固定軸；10_箱體。
[0030]圖2中，11-載物臺；21_方位旋轉(zhuǎn)軸；31_角接觸球軸承；41_軸承安裝嵌套；51-推力球軸承；61_方位固定箱體；71_軸套；81_螺母；91_擋板;101_底座。
【具體實施方式】
[0031]如圖2所示，本發(fā)明提供了一種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，包括載物臺11、方位旋轉(zhuǎn)軸21、角接觸球軸承31、推力球軸承51和方位固定箱體61，
[0032]方位旋轉(zhuǎn)軸和角接觸球軸承均設(shè)置在方位固定箱體內(nèi)；方位旋轉(zhuǎn)軸的上端支撐載物臺11 ;
[0033]角接觸球軸承為一對，這一對角接觸球軸承背對背安裝于方位旋轉(zhuǎn)軸的兩端；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的角接觸球軸承為第一角接觸球軸承，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的角接觸球軸承為第二角接觸球軸承；
[0034]第一角接觸球軸承與方位固定箱體之間設(shè)有軸承安裝嵌套，第二角接觸球軸承的外周與方位固定箱體內(nèi)壁接觸；
[0035]推力球軸承為雙向推力球軸承，包括上軸承環(huán)、下軸承環(huán)和設(shè)置在上軸承環(huán)和下軸承環(huán)之間的中軸承環(huán)；推力球軸承套接在方位旋轉(zhuǎn)軸上，位于一對角接觸球軸承之間；
[0036]方位固定箱體內(nèi)設(shè)有第一環(huán)形臺階，所述下軸承環(huán)壓緊在所述第一環(huán)形臺階上，上軸承環(huán)被所述軸承安裝嵌套壓緊；
[0037]方位旋轉(zhuǎn)軸的上、下兩端分別套接有鎖緊部件；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的鎖緊部件設(shè)置在第一角接觸球軸承上方，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的鎖緊部件設(shè)置在第二角接觸球軸承下方，鎖緊部件用于壓緊相應(yīng)接觸球軸承內(nèi)圈。鎖緊部件可采用螺母81。通過控制螺母的旋入深度，對軸系施加預(yù)緊力，即調(diào)節(jié)角接觸球軸承的游隙，達(dá)到調(diào)節(jié)軸系精度的目的。
[0038]位于所述中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸上套有軸套；位于中軸承環(huán)以上的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑大于、位于推力球軸承的中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑；軸套可以有頂住中軸承環(huán)的作用，這個結(jié)構(gòu)固定推力球軸承的軸向
[0039]方位固定箱體的底部固定在底座101上。
[0040]軸承安裝嵌套內(nèi)壁設(shè)有第二環(huán)形臺階，第一角接觸球軸承落在第二環(huán)形臺階上。
[0041]位于推力球軸承與第二角接觸球軸承之間的方位固定箱體的內(nèi)徑為R1，第二角接觸球軸承外周相鄰的箱體內(nèi)徑為R2，R1大于R2。
[0042]方位旋轉(zhuǎn)軸的底部設(shè)有擋板91，擋板的外徑大于方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑，可以通過螺釘將擋板固定在方位旋轉(zhuǎn)軸的底部(即方位旋轉(zhuǎn)軸下端的端部)，擋板用于固定軸套，即限制軸套軸向位移。
[0043]軸系旋轉(zhuǎn)原理:載物臺，方位旋轉(zhuǎn)軸與角接觸球軸承內(nèi)圈、推力球軸承小徑圈一起旋轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，包括載物臺、方位旋轉(zhuǎn)軸、角接觸球軸承、推力球軸承和方位固定箱體，其特征在于: 所述方位旋轉(zhuǎn)軸和角接觸球軸承均設(shè)置在方位固定箱體內(nèi)； 方位旋轉(zhuǎn)軸的上端支撐所述載物臺； 所述角接觸球軸承為一對，這一對角接觸球軸承背對背安裝于方位旋轉(zhuǎn)軸的兩端；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的角接觸球軸承為第一角接觸球軸承，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的角接觸球軸承為第二角接觸球軸承； 第一角接觸球軸承與方位固定箱體之間設(shè)有軸承安裝嵌套，第二角接觸球軸承的外周與方位固定箱體內(nèi)壁接觸； 所述推力球軸承為雙向推力球軸承，包括上軸承環(huán)、下軸承環(huán)和設(shè)置在上軸承環(huán)和下軸承環(huán)之間的中軸承環(huán)；推力球軸承套接在方位旋轉(zhuǎn)軸上，位于一對角接觸球軸承之間； 方位固定箱體內(nèi)設(shè)有第一環(huán)形臺階，所述下軸承環(huán)壓緊在所述第一環(huán)形臺階上，上軸承環(huán)被所述軸承安裝嵌套壓緊； 所述方位旋轉(zhuǎn)軸的上、下兩端分別套接有鎖緊部件；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的鎖緊部件設(shè)置在第一角接觸球軸承上方，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的鎖緊部件設(shè)置在第二角接觸球軸承下方，鎖緊部件用于壓緊相應(yīng)接觸球軸承內(nèi)圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:位于所述中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸上套有軸套。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:位于所述中軸承環(huán)以上的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑大于、位于推力球軸承的中軸承環(huán)以下的方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:方位固定箱體的底部固定在底座上。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:所述軸承安裝嵌套內(nèi)壁設(shè)有第二環(huán)形臺階，第一角接觸球軸承落在第二環(huán)形臺階上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:位于推力球軸承與第二角接觸球軸承之間的方位固定箱體的內(nèi)徑為R1，第二角接觸球軸承外周相鄰的箱體內(nèi)徑為R2，R1 大于 R2。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:方位旋轉(zhuǎn)軸的底部設(shè)有擋板，擋板的外徑大于方位旋轉(zhuǎn)軸的外徑。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，其特征在于:所述鎖緊部件是螺母。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精密轉(zhuǎn)臺垂直軸系，包括載物臺、方位旋轉(zhuǎn)軸、角接觸球軸承、推力球軸承和方位固定箱體，所述方位旋轉(zhuǎn)軸和角接觸球軸承均設(shè)置在方位固定箱體內(nèi)；方位旋轉(zhuǎn)軸的上端支撐所述載物臺；所述角接觸球軸承為一對，這一對角接觸球軸承背對背安裝于方位旋轉(zhuǎn)軸的兩端；位于方位旋轉(zhuǎn)軸上端的角接觸球軸承為第一角接觸球軸承，位于方位旋轉(zhuǎn)軸下端的角接觸球軸承為第二角接觸球軸承；第一角接觸球軸承與方位固定箱體之間設(shè)有軸承安裝嵌套。本發(fā)明提高了回轉(zhuǎn)軸系的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承組合的剛性，減少支撐的軸向和徑向跳動量，降低軸承部位的振動機(jī)噪音，提高軸承內(nèi)部負(fù)荷分布的合理性和軸承的使用壽命，消除軸承的游隙。
【IPC分類】F16M11/08, F16C19/32, F16C3/02
【公開號】CN105423077
【申請?zhí)枴緾N201510941463
【發(fā)明人】康曉鵬, 楊賓宏, 司敬芝, 許洪醪
【申請人】中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月15日