CN111795077A - 一种轴承预紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种轴承预紧装置，包括轴承、轴承座、斜套、套环、台阶轴和盖板，所述轴承内圈与所述台阶轴配合安装，所述轴承的外圈与所述斜套内圈过盈配合安装，所述斜套外侧与所述套环内圈配合安装，所述斜套外表面呈锥形，所述套环内圈形状与所述斜套外表面形状相对应，所述套环外圈滑动设置在所述轴承座内，所述轴承座两侧均固定设有所述盖板，所述盖板与所述台阶轴配合用于轴向固定所述轴承内圈，所述盖板还用于抵住所述轴承靠近所述斜套外侧尺寸较小一端的外圈，还包括用于推动所述轴承外圈轴向运动的预紧机构。本发明不仅扩大了预紧范围，而且能够减少预紧成本。

Description

一种轴承预紧装置

技术领域

本发明涉及轴承预紧技术领域，特别涉及一种轴承预紧装置。

背景技术

滚动轴承的预紧是采用适当的方法使得轴承滚动体和内外圈之间产生一定的预变形，以保持轴承内外圈处于压紧状态，使得轴承带负游隙或零游隙运行。轴承在正常工作状态下的游隙为零或者负游隙是最好的，能最大限度的保证轴的旋转精度，降低轴的振动和噪声，延长轴承的寿命。现有技术对轴承工作前的预紧大多是采用纯机械的方法通过力的相互作用关系，利用套上的相反作用力对轴承施加一定的载荷，从而实现预紧的效果；还有的利用材料受热时的性质对轴承预紧量的控制，现有技术能很好的反映预紧的效果，但是人为误差大，效率也低，轴承的预紧要很好的满足正常工作时的回转精度要求，所以预紧精度的控制也很重要，现大多轴承安装在轴上进行预紧，而自动预紧装置对于目前正常轴来说有点大而且成本高，不好控制操作时的进程，容易造成过大的滞后误差。

发明内容

本发明为了解决现有轴承预紧成本高、不好控制，容易造成过大的滞后误差的问题，本发明提供了一种轴承预紧装置，包括轴承、轴承座、斜套、套环、台阶轴和盖板，所述轴承内圈与所述台阶轴配合安装，所述轴承的外圈与所述斜套内圈过盈配合安装，所述斜套外侧与所述套环内圈配合安装，所述斜套外表面呈锥形，所述套环内圈形状与所述斜套外表面形状相对应，所述套环外圈滑动设置在所述轴承座内，所述轴承座两侧均固定设有所述盖板，所述盖板与所述台阶轴配合用于轴向固定所述轴承内圈，所述盖板还用于抵住所述轴承靠近所述斜套外侧尺寸较小一端的外圈，还包括用于推动所述轴承外圈轴向运动的预紧机构，所述预紧机构设置在靠近所述斜套外侧尺寸较大一端的所述盖板上。

作为优选，所述盖板分为前盖板和后盖板，所述前盖板位于所述斜套外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板上，所述后盖板上设有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起用于抵住所述轴承内圈，所述第二凸起用于抵住所述轴承外圈。一个后盖板上设有第一凸起和第二凸起，前盖板用来放置预紧机构，第一凸起和台阶轴的台阶配合用来抵住轴承内圈。后盖板设置在斜套外侧尺寸较小一端，斜套与套环通过锥形面配合运动，且后盖板抵住了轴承一侧的外圈，预紧机构推动轴承另一侧的外圈，向后盖板方向施加力的时候，斜套带着轴承向斜套尺寸较小的方向移动，由于套环设置在轴承座内，轴承座限制了套环向远离轴承的方向运动，使得套环给斜套施加力，斜套施加径向力给轴承，相对于轴承而言，轴承径向方向受到挤压力，轴向方向受到轴承推力，从而调节轴承的径向力和轴向力。

进一步地，所述盖板分为前盖板和后盖板，所述前盖板位于所述斜套外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板上，所述前盖板上还设有用于抵住所述轴承内圈的第一凸起，所述后盖板上设有用于抵住所述轴承外圈的第二凸起。前盖板上用来放置预紧机构和抵住轴承内圈的第一凸起，后盖板设置第二凸起。第一凸起与台阶轴配合将轴承内圈固定，轴承与斜套过盈配合，锥形斜套与套环配合运动，第二凸起设置在后盖板上，顶住了轴承一侧的外圈，后盖板位于斜套尺寸较小的一端，预紧机构推动轴承外圈，轴承与斜套过盈安装，轴承带着斜套向后盖板方向运动，套环设置在轴承座内，由于套环和斜套通过锥形面配合运动，套环被轴承座限制，无法向远离轴承的方向运动，使得套环给斜套施加径向力，从而斜套给轴承施加径向力，又由于后盖板的第二凸起顶住了轴承一侧的外圈，轴承另一侧的外圈由预紧机构施加轴向力，从而对轴承进行轴向力和径向力的预紧调整。

作为优选，所述前盖板与所述斜套之间设有第一垫片，所述后盖板与所述轴承座之间设有第二垫片。第一垫片和第二垫片一方面能够缓冲螺钉对轴承座的拧紧压力，另一方面可以补偿台阶轴高速旋转时的受热伸长量。

进一步地，所述预紧机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮和螺杆，所述电机安装在所述前盖板上，所述电机的电机轴上固定有所述主动齿轮，所述主动齿轮两侧均与所述从动齿轮啮合，两个所述从动齿轮分别与两个所述螺杆固定连接，两个所述螺杆均转动设置在所述前盖板上，两个所述螺杆上均连接有螺母，两个所述螺母通过连杆固定连接，所述螺杆上均套设有弹簧，所述螺杆的长度小于所述弹簧自然状态的长度，所述弹簧一端抵住所述螺母，另一端抵住所述轴承外圈，所述螺母上还设有检测弹簧伸缩量的传感器。连杆限制了螺母在螺杆上进行转动，使得螺母只可以直线运动。弹簧套设在螺杆上，限制了弹簧的运动，使得弹簧只可以沿着螺杆的长度方向直线运动。螺杆的长度小于所述弹簧自然状态的长度，使得弹簧可以推动轴承外圈，螺杆始终不接触到轴承外圈，通过传感器检测弹簧的伸缩量，弹簧原长和劲度系数已知，根据伸缩量可以计算出对轴承轴向施加的预紧力。

作为优选，为了使得轴承外圈圆周方向受到的轴向力都均等，所述预紧机构数量为两个，两个所述预紧机构关于所述轴承座轴线对称设置。

进一步地，所述电机设置在所述前盖板远离所述轴承的一面，所述电机的电机轴穿过所述盖板与所述主动齿轮固定连接。

作为优选，所述盖板通过螺钉固定在所述轴承座上。

有益效果：1、通过外部连接装置驱动内部组件而实现预紧，相比于大部分预紧方式，该方式能同时完成径向和轴向两个方向的轴承预紧，不仅扩大了预紧范围，而且能够减少预紧成本。

2、在传统预紧方式中大都是采用装配前的人工预紧，轴的跳动量很大，人为误差很明显，本发明预紧方式通过电机控制，能够脱离人工预紧，实现自动预紧，不仅提高了预紧效率，而且对于预紧过程是随时可控的，能够应对预紧时的突发状况。

3、还有一些利用材料性质、离心力等化学物理性质实现预紧，但对于工况的把握不足导致预紧精度的不够，导致预紧后轴承不能满足实际要求，本发明预紧组件很够很好的解决上述问题。

附图说明

图1为本发明整体结构第一实施例剖视图；

图2为本发明整体结构第二实施例剖视图；

图3为本发明预紧机构示意图；

图4为图3中A处放大图；

图5为本发明爆炸图；

1、轴承；2、轴承座；3、台阶轴；4、后盖板；5、前盖板；6、套环；7、第一凸起；8、第二凸起；9、第一垫片；10、第二垫片；11、电机；12、主动齿轮；13、螺母；14、弹簧；15、连杆；16、螺杆；17、螺钉；18、台阶；19、斜套；20、从动齿轮。

具体实施方式

实施例一

如图所示，一种轴承预紧装置，包括轴承1、轴承座2、斜套19、套环6、台阶轴3和盖板，所述轴承1内圈与所述台阶轴3配合安装，所述轴承1的外圈与所述斜套19内圈过盈配合安装，所述斜套19外侧与所述套环6内圈配合安装，所述斜套19外表面呈锥形，所述套环6内圈形状与所述斜套19外表面形状相对应，所述套环6外圈滑动设置在所述轴承座2内，所述轴承座2两侧均固定设有所述盖板，所述盖板与所述台阶轴3配合用于轴向固定所述轴承1内圈，所述盖板还用于抵住所述轴承1靠近所述斜套19外侧尺寸较小一端的外圈，还包括用于推动所述轴承1外圈轴向运动的预紧机构，所述预紧机构设置在靠近所述斜套19外侧尺寸较大一端的所述盖板上。所述盖板通过螺钉17固定在所述轴承座2上。所述盖板分为前盖板5和后盖板4，所述前盖板5位于所述斜套19外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板5上，所述后盖板4上设有第一凸起7和第二凸起8，所述第一凸起7用于抵住所述轴承1内圈，所述第二凸起8用于抵住所述轴承1外圈。

所述前盖板5与所述斜套19之间设有第一垫片9，所述后盖板4与所述轴承座2之间设有第二垫片10。

所述预紧机构包括电机11、主动齿轮12、从动齿轮20和螺杆16，所述电机11安装在所述前盖板5上，所述电机11的电机轴上固定有所述主动齿轮12，所述主动齿轮12两侧均与所述从动齿轮20啮合，两个所述从动齿轮20分别与两个所述螺杆16固定连接，两个所述螺杆16均转动设置在所述前盖板5上，两个所述螺杆16上均连接有螺母13，两个所述螺母13通过连杆15固定连接，所述螺杆16上均套设有弹簧14，所述螺杆16的长度小于所述弹簧14自然状态的长度，所述弹簧14一端抵住所述螺母13，另一端抵住所述轴承1外圈，所述螺母13上还设有检测弹簧14伸缩量的传感器。所述预紧机构数量为两个，两个所述预紧机构关于所述轴承座2轴线对称设置。所述电机11设置在所述前盖板5远离所述轴承1的一面，所述电机11的电机轴穿过所述盖板与所述主动齿轮12固定连接。

工作原理：将轴承1内圈与台阶轴3安装，轴承1一侧的内圈抵住台阶轴3的台阶18，然后将轴承1外圈与斜套19内圈配合安装，轴承1与斜套19过盈安装，使得预紧机构推动轴承1外圈时，轴承1可以带动斜套19一起移动，斜套19外表面呈锥形，且斜套19外表面尺寸较大的一端靠近台阶轴3的台阶18设置，斜套19外表面与套环6配合安装，套环6的内圈形状与斜套19的外表面形状一致，套环6滑动设置在轴承座2内，轴承座2两侧设有盖板，后盖板4的第一凸起7与台阶轴3的台阶18配合抵住轴承1内圈，使得轴承1内圈无法移动，后盖板4的第二凸起8抵住轴承1的外圈，后盖板4通过螺钉17固定在轴承座2上，前盖板5上设有预紧机构，预紧机构螺杆16上的弹簧14一端抵住螺母13，一端抵住轴承1外圈，前盖板5通过螺钉17固定在轴承座2上。启动电机11，电机11带动主动齿轮12转动，主动齿轮12带动转动设置在前盖板5上的从动齿轮20转动，主动齿轮12两侧的从动齿轮20上的螺母13互相限制，使得螺母13只可以做直线运动，螺母13挤压弹簧14，使得弹簧14推动轴承1外圈向后盖板4方向移动，轴承1与斜套19过盈安装，斜套19由轴承1带动向后盖板4方向移动，斜套19与套环6内圈通过斜面配合安装，套环6又设置在轴承座2内，轴承座2限制了套环6向远离轴承1方向移动，使得套环6只可以对斜套19施加径向力，从而斜套19给轴承1施加径向力，对轴承1进行径向力调节；同时，预紧机构的弹簧14推动轴承1外圈向后盖板4方向移动，对轴承1进行轴向调节，传感器上显示出弹簧14的伸缩量，可以通过胡克定律计算出对轴承1轴向施加的预紧力。

实施例二

与上述实施例一唯一不同在于：所述盖板分为前盖板5和后盖板4，所述前盖板5位于所述斜套19外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板5上，所述前盖板5上还设有用于抵住所述轴承1内圈的第一凸起7，所述后盖板4上设有用于抵住所述轴承1外圈的第二凸起8。后盖板4靠近斜套19外表面尺寸较小的一端设置，后盖板4上设有第二凸起8用于抵住轴承1外圈，前盖板5上设有第一凸起7用于抵住轴承1内圈，台阶轴3的台阶18靠近后盖板4设置，台阶轴3的台阶18和第一凸起7配合将轴承1内圈固定。

Claims (8)

1.一种轴承预紧装置，其特征在于：包括轴承(1)、轴承座(2)、斜套(19)、套环(6)、台阶轴(3)和盖板，所述轴承(1)内圈与所述台阶轴(3)配合安装，所述轴承(1)的外圈与所述斜套(19)内圈过盈配合安装，所述斜套(19)外侧与所述套环(6)内圈配合安装，所述斜套(19)外表面呈锥形，所述套环(6)内圈形状与所述斜套(19)外表面形状相对应，所述套环(6)外圈滑动设置在所述轴承座(2)内，所述轴承座(2)两侧均固定设有所述盖板，所述盖板与所述台阶轴(3)配合用于轴向固定所述轴承(1)内圈，所述盖板还用于抵住所述轴承(1)靠近所述斜套(19)外侧尺寸较小一端的外圈，还包括用于推动所述轴承(1)外圈轴向运动的预紧机构，所述预紧机构设置在靠近所述斜套(19)外侧尺寸较大一端的所述盖板上。

2.根据权利要求1所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述盖板分为前盖板(5)和后盖板(4)，所述前盖板(5)位于所述斜套(19)外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板(5)上，所述后盖板(4)上设有第一凸起(7)和第二凸起(8)，所述第一凸起(7)用于抵住所述轴承(1)内圈，所述第二凸起(8)用于抵住所述轴承(1)外圈。

3.根据权利要求1所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述盖板分为前盖板(5)和后盖板(4)，所述前盖板(5)位于所述斜套(19)外侧尺寸较大一端，所述预紧机构设置在所述前盖板(5)上，所述前盖板(5)上还设有用于抵住所述轴承(1)内圈的第一凸起(7)，所述后盖板(4)上设有用于抵住所述轴承(1)外圈的第二凸起(8)。

4.根据权利要求2或3所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述前盖板(5)与所述斜套(19)之间设有第一垫片(9)，所述后盖板(4)与所述轴承座(2)之间设有第二垫片(10)。

5.根据权利要求1所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述预紧机构包括电机(11)、主动齿轮(12)、从动齿轮(20)和螺杆(16)，所述电机(11)安装在所述前盖板(5)上，所述电机(11)的电机轴上固定有所述主动齿轮(12)，所述主动齿轮(12)两侧均与所述从动齿轮(20)啮合，两个所述从动齿轮(20)分别与两个所述螺杆(16)固定连接，两个所述螺杆(16)均转动设置在所述前盖板(5)上，两个所述螺杆(16)上均连接有螺母(13)，两个所述螺母(13)通过连杆(15)固定连接，所述螺杆(16)上均套设有弹簧(14)，所述螺杆(16)的长度小于所述弹簧(14)自然状态的长度，所述弹簧(14)一端抵住所述螺母(13)，另一端抵住所述轴承(1)外圈，所述螺母(13)上还设有检测弹簧(14)伸缩量的传感器。

6.根据权利要求5所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述预紧机构数量为两个，两个所述预紧机构关于所述轴承座(2)轴线对称设置。

7.根据权利要求5所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述电机(11)设置在所述前盖板(5)远离所述轴承(1)的一面，所述电机(11)的电机轴穿过所述盖板与所述主动齿轮(12)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种轴承预紧装置，其特征在于：所述盖板通过螺钉(17)固定在所述轴承座(2)上。

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