專利名稱：：高精度推力向心組合圓錐滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種推力向心圓錐滾子軸承，屬軸承類(F16C)。(二)
背景技術(shù)：
：查閱國內(nèi)外現(xiàn)有滾動軸承資料，轉(zhuǎn)盤軸承的結(jié)構(gòu)有如下幾種①四點(diǎn)接觸單排球轉(zhuǎn)盤軸承。②四點(diǎn)接觸雙排球轉(zhuǎn)盤軸承。③兩點(diǎn)接觸雙排球轉(zhuǎn)盤軸承。④交叉圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承(單排)。⑤交叉圓錐滾子轉(zhuǎn)盤軸承(單排)。⑥三排短圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承。轉(zhuǎn)盤軸承廣泛用于要求承受較大軸向力及傾覆力矩的裝備上，如:起重吊車、塔吊、堆取料機(jī)、鋼包轉(zhuǎn)臺、火炮轉(zhuǎn)臺、雷達(dá)轉(zhuǎn)臺、風(fēng)力發(fā)電用變槳偏航支承。這些轉(zhuǎn)盤軸承的承載能力較高但精度不高,轉(zhuǎn)速較低。近期收到INA公司于2004年推出的《復(fù)合載荷的高精度軸承》樣本，其推薦的結(jié)構(gòu)為三排短圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承及兩點(diǎn)接觸雙列球轉(zhuǎn)盤軸承兩，,其中內(nèi)徑850950咖X外徑10951200鵬X高度124132咖的三排短圓柱滾子軸承的軸向、徑向跳動為12Mffl，最高精度可達(dá)6to，其極限轉(zhuǎn)速為40rpm。與一般用途的轉(zhuǎn)盤軸承比較，無論精度還是轉(zhuǎn)速都得到了較大提高。但是，這兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤軸承的精度和剛度與我們研制的數(shù)控立車、數(shù)控立磨的高精度、高剛度、較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)臺的要求比較仍有差距，且兩種結(jié)構(gòu)均不能在安裝使用中調(diào)整游隙,確保需要的高精度、高剛度的要求。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出的高精度推力向心組合圓錐滾子軸承，就是解決上述現(xiàn)有的六種轉(zhuǎn)盤軸承結(jié)構(gòu)，不能滿足研制的數(shù)控立車、數(shù)控立磨需要的高精度、高剛度和較高轉(zhuǎn)速(〉60rpm)要求的問題。其技術(shù)方案如下高精度推力向心組合圓錐滾子軸承，其特征是A.設(shè)一個靜止的止推座圈1和一個中間的動圈4,4n^兩者的滾動面間周向裝若干個推力圓錐滾子2和隔離滾子的推力圓錐保持架3;中間的動圈4，4n有下滾道及滾道母線2.1和推力擋邊及擋邊母線2.3;由此形成承受軸向載荷的推力圓錐滾子軸承；B.設(shè)一個圓錐內(nèi)圈7，其外滾道與中間動圈4,4n的上滾道間周向裝若干個向心推力圓錐滾子5和隔離滾子的向心推力圓錐保持架6;動圈4，4n有上滾道及滾道母線5.1;圓錐內(nèi)圈7有擋邊及擋邊母線5.4;由此形成承受徑向載荷的向心推力圓錐滾子軸承；在圓錐內(nèi)圈7上端面7a裝有用于調(diào)兩軸承游隙的軸向位移調(diào)節(jié)壓環(huán)83;C.中間的動圈4，4n外周不設(shè)或體與鵬設(shè)備fflfi合的外齒4.1和驗(yàn)孔4.2。在上述圓錐內(nèi)圈7上端面7a可裝有用于調(diào)兩軸承游隙的軸向位移調(diào)節(jié)壓環(huán)8.3。上述推力圓錐滾子2的軸心線2.2和動圈下滾道母線2.1相交于軸承軸心線OOl上同一點(diǎn)02;動圈上滾道母線5.1、向心圓錐滾子5軸心線5.2和向心圓錐滾子滾道母線5.3三條線可相交于軸承軸心線OOi上同一點(diǎn)05。上述推力擋邊母線2.3或向心擋邊母線5.4可均取為直線。上述動圈下滾道母線2.1與水平面夾角0可取為2°~8°;上述動圈上滾道母線5.1與軸承軸心線OOi夾角Cli^^;8°~16°或夾角Cl2取為40°~60°。上述圓錐內(nèi)圈7大端面7a凸出高度h7小于圓錐內(nèi)圈7擋邊的厚度b7。上述推力圓錐保持架3和向心推力圓錐保持架6可采用支柱保持架、沖壓保持架或?qū)嶓w保持架。對結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸設(shè)計說明如下①軸承外形尺寸包括外徑D，內(nèi)徑d，高度H應(yīng)盡可能采用國標(biāo)GB/T273.2-1998規(guī)定的推力軸承外形尺寸總方案值,但滿足上述高度h7小于厚度b7。也可以根據(jù)主機(jī)要求及允許軸承的安裝空間，按非標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸進(jìn)行設(shè)計。②軸承各零件尺寸按上述結(jié)構(gòu)設(shè)計原則以及發(fā)明人獨(dú)創(chuàng)的極限設(shè)計專有技術(shù).制訂了各零件尺寸、角度設(shè)計計算公式，近期將在本結(jié)構(gòu)發(fā)明專利的保護(hù)下,推出成系列的產(chǎn)品。③本發(fā)明軸承的額定軸向、徑向動載荷、額定軸向、徑向靜載荷按國標(biāo)GB/T6391-2003及GB/T4662-2003計算獲得。本發(fā)明有益效果l)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、額定載荷高現(xiàn)將自制高精度車床、磨床轉(zhuǎn)臺設(shè)計的本發(fā)明高精度推力向心圓錐滾子軸承與INA公司尺寸最大的高精度三排柱軸承有關(guān)數(shù)據(jù)列于表1.表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由表1數(shù)據(jù)表明:本發(fā)明軸承外徑D內(nèi)徑d之差及高度H值均小于INA軸承之值，重量只是INA的89.7r。，但基本額定載荷中軸向、徑向動載荷分別為INA的3.7倍和2.1倍，其軸向、徑向靜載荷分別為INA的2.864倍和1.54倍。2)用本發(fā)明結(jié)構(gòu)各套圈加工工藝性好，可提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。INA公司推出的高精度推力向心三排圓柱轉(zhuǎn)盤軸承,除前述缺點(diǎn)外，其內(nèi)圈帶有二個平面滾道，一個圓柱滾道,而兩個平面滾道必須兩次定位、裝夾才能完成加工，影響精度的進(jìn)一步提高,因此，表1所列INA公司YRT950軸承的最高旋轉(zhuǎn)精度只能定為徑向和軸向跳動《6Mm。本發(fā)明的軸承結(jié)構(gòu),無論動圈的推力滾道、推力擋邊圓錐滾道，還是圓錐內(nèi)圈7的內(nèi)徑、滾道、擋邊，均可在高精度的數(shù)控磨床上一次定位、裝夾完成加工，消除了重復(fù)定位的裝夾誤差，提高了加工精度。以我們擁有的高精度數(shù)控磨床,加工(表l)所列發(fā)明例，其徑向、軸向跳動預(yù)期能達(dá)到《3Mm,如采用超精研、研磨等精密加工工藝,還能進(jìn)一步提高精度。3)滿足了高精度轉(zhuǎn)臺對軸承高剛度的要求見圖3，由于本發(fā)明軸承的止推座圈1、內(nèi)圈7均分別置于靜止的軸肩8.1和軸8.2上只要軸肩和軸的剛性好，座圈及內(nèi)圈的剛性就好。本發(fā)明組合軸承結(jié)構(gòu)所確定內(nèi)圈7通過調(diào)節(jié)壓環(huán)8.3可作軸向位移，從而可使動圈在軸向及徑向獲得負(fù)游斷即過盈)或零游隙，確保其具有足夠的剛性。此外，軸承承受外加載荷時，其套圈、滾動體將產(chǎn)生彈性變形，此種變形與額定載荷、接觸應(yīng)力、游隙變化密切相關(guān)，額定載荷大，接觸應(yīng)力小,游隙小則彈性變形小,剛性就好。本發(fā)明的軸承,由于承載能力大，且可調(diào)整游隙，故由彈性變形產(chǎn)生的剛性增強(qiáng)，大大優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)的軸承。(受力分析在下面結(jié)合)3)極限轉(zhuǎn)速高推力向心三排短圓柱滾子轉(zhuǎn)盤軸承，其滾子在平面滾道上滾動時存在嚴(yán)重打滑現(xiàn)象，摩擦力產(chǎn)生的熱量大，由運(yùn)轉(zhuǎn)溫度(《ioot:)決定的極限轉(zhuǎn)速較低。本發(fā)明軸承，在軸向和徑向均采用了滾動母線與滾子軸心線交匯于軸承軸心線上一點(diǎn)的設(shè)計規(guī)則，消除了滾子在滾道上的打滑現(xiàn)象，加上兩個擋邊母線均為直線，其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低，極限轉(zhuǎn)速高。4)設(shè)躺W^11^、ou和a2^^a使糊^^fcTftWm^。5)^i十高度h7〈厚度b7，用以限制軸承高，縮小外形尺寸。(四)圖l本發(fā)明實(shí)施例l軸承結(jié)構(gòu)圖圖2本發(fā)明實(shí)施例2軸承結(jié)構(gòu)圖圖3本發(fā)明實(shí)施例l軸承應(yīng)用于立車轉(zhuǎn)臺示意4本發(fā)明實(shí)施例2軸承應(yīng)用于高精度轉(zhuǎn)盤軸承轉(zhuǎn)臺(遠(yuǎn)程高精度定位的雷達(dá)裝置)結(jié)構(gòu)示意圖(五)具體實(shí)施例方式實(shí)施例l:本實(shí)施例1軸承(見圖1)應(yīng)用于立車轉(zhuǎn)臺(見圖3)。見圖l，設(shè)一個靜止的止推座圈1和一個動圈4，兩者滾動面間裝^F個推力圓錐滾子2和隔離滾子2的保持架3;動圈4^^動圈下^it及滾道母線2.1和推力擋艦擋邊母線2.3，由此形成承受軸向載荷的推力圓錐滾子軸承。設(shè)一個靜止圓錐內(nèi)圈7,它的外滾道5.1與動圈4間周向裝若干個向(難力圓錐滾子5和隔離滾子5的保持架6;動圈4上有上滾道及滾道母線5.1，圓錐內(nèi)圈7有擋邊及擋邊母線5.4;由此形，受徑向載荷的向(難力圓錐滾子軸承。保持架3和6可采用支柱皿架3，當(dāng)小尺寸滾子也可采用沖壓皿架或?qū)嶓w,架。推力圓錐滾子2的軸心線22和動圈下^^母線2.1相交，承軸心線OOi上同一點(diǎn)Qz。推力滾道母線2.1與水平面夾角3取為2°~8°。動圈上^il母線5.1、向心圓錐滾子5軸心線5.2和向心圓錐滾子滾道母線5.3三條線相交于軸承軸心線OOi上同一點(diǎn)05。動圈上滾道母線5.1與軸承軸心線OOi夾角at取為8°~16°。圓錐內(nèi)圈7大端面7a凸出高度h7小于圓錐內(nèi)圈7擋邊的厚度b7。見圖3,立車轉(zhuǎn)臺與實(shí)施例1關(guān)連的構(gòu)件有如下:靜止支承臺8A、可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺9A和工件10。實(shí)施例1軸承裝于支承臺8A和轉(zhuǎn)臺9A之間。軸承動圈4上可開通孔裝連接件4a將動圈直接固定于轉(zhuǎn)臺9A。也可設(shè)固定于轉(zhuǎn)臺9A的夾板4b，夾緊動圈，均用于防止動圈和轉(zhuǎn)臺間打滑，減少磨損。實(shí)施例l軸承承受軸向力Pa、徑向力Pr和傾覆力矩M。軸向力Pa為刀具加工施加的軸向切削力Pai和轉(zhuǎn)臺工作自重Pa2之和。徑向力Pr為刀具加工施加的徑向切削力(周向切削力和周向力矩由轉(zhuǎn)臺齒輪承受。)傾覆力矩M-PrXhio>PaixRio，hio為徑向切削力作用點(diǎn)至軸承滾子5受力點(diǎn)間距。Rio為工件10外周半徑。軸承止推座圈1支承于支承臺8A靜止的軸肩8.1上平面，內(nèi)圈7緊套于支承臺8A靜止的軸8.2外圓。作用在動圈4上的軸向力Pa(Pai+Pa2),由座圈傳遞到軸肩的支反力平衡，徑向力Pr則由內(nèi)圈傳遞到軸的支反力平衡，而作用在動圈4上的傾覆力矩M，則由座圈另一側(cè)的軸向支反力平衡。見圖3,圓錐內(nèi)圈7上端面7a裝調(diào)節(jié)壓環(huán)，即螺母8.3，在靜止軸8.2頂端設(shè)外螺紋8.21與螺母8.3內(nèi)螺紋嚙合，旋轉(zhuǎn)螺母8.3施壓并使圓錐內(nèi)圈7軸向位移，使動圈4在軸向及徑向獲得零游隙或負(fù)游隙，滿足了高精度轉(zhuǎn)臺對軸承高精度、高剛度要求。本發(fā)明實(shí)施例1軸承還可應(yīng)用于數(shù)控立車、立磨用高精度、高剛度、高速度轉(zhuǎn)臺上，如:應(yīng)用于自主研制的^2500、O3500高精度數(shù)控立車、高精度數(shù)控磨床的立式轉(zhuǎn)臺，即用本發(fā)明圖1軸承裝于改進(jìn)前原C525機(jī)床立式轉(zhuǎn)臺，將原用的軸向油膜軸承,徑向滾動軸承全部以本發(fā)明的一套軸承替代，不僅簡化了結(jié)構(gòu),減少了零配件，其轉(zhuǎn)臺高度大大降低，大幅度減輕了重量，節(jié)省了機(jī)床成本，并突出地保證了轉(zhuǎn)臺應(yīng)具有的高精度、高剛度、高轉(zhuǎn)速等各項(xiàng)要求。且能承受大推力、大向心載荷的能力。^!fe例2:見圖2,圖4本實(shí)施例2軸承(見圖2)應(yīng)用于高精度轉(zhuǎn)盤軸承轉(zhuǎn)臺(見圖4)，即遠(yuǎn)程高精度定位的雷達(dá)裝置。實(shí)施例2軸承除以下結(jié)構(gòu)及特征與實(shí)施例l(見圖1)不同外，其余完全相同見圖2，①動圈釆用4n替代圖1動圈4，即外周設(shè)置與應(yīng)用設(shè)備相配合的外齒4.1和連接孔4.2。②向心滾道母線5.1與軸承軸心線OOl夾角Cl2取為40。—(T。若選擇更大的角度a2將大幅度降低本組合軸承的徑向承載能力。見圖4，實(shí)施例2軸承安裝于雷達(dá)裝置后，有關(guān)結(jié)構(gòu)如下:靜止的止推座圈1和內(nèi)圈7裝于靜止軸承座8B夕卜，軸承座8B固定于下面支撐的基座11;頂部可轉(zhuǎn)動的塔臺9B通過動圈4n上連接孔4.2與動圈連接并可隨同轉(zhuǎn)動。通過外齒4.1與傳動裝置連接。圓錐內(nèi)圈7上端面7a裝螺母8.3,在靜止軸8.2頂端設(shè)外螺紋8.21與螺母內(nèi)螺紋嚙合，旋轉(zhuǎn)螺母8.3施壓并使圓錐內(nèi)圈7軸向位移，使動圈4ii在軸向及徑向獲得零或負(fù)游隙，滿足了高精度轉(zhuǎn)臺對軸承高精度、高剛度要求。權(quán)利要求1.高精度推力向心組合圓錐滾子軸承，其特征是A.設(shè)一個靜止的止推座圈(1)和一個中間的動圈(4，4n)，兩者的滾動面間周向裝若干個推力圓錐滾子(2)和隔離滾子的推力圓錐保持架(3)；中間的動圈(4，4n)有下滾道及滾道母線(2.1)和推力擋邊及擋邊母線(2.3)；由此形成承受軸向載荷的推力圓錐滾子軸承；B.設(shè)一個圓錐內(nèi)圈(7)，其外滾道與中間的動圈(4，4n)的上滾道間周向裝若干個向心推力圓錐滾子(5)和隔離滾子的向心推力圓錐保持架(6)；動圈(4，4n)有上滾道及滾道母線(5.1)；圓錐內(nèi)圈(7)有擋邊及擋邊母線(5.4)；由此形成承受徑向載荷的向心推力圓錐滾子軸承；C.中間的動圈(4，4n)外周不設(shè)或設(shè)置與應(yīng)用設(shè)備相配合的外齒(4.1)和連接孔(4.2)。2.按權(quán)利要求1所述組合圓錐滾子軸承，其特征是在圓錐內(nèi)圈(7)上端面(7a)裝有用于調(diào)兩軸承游隙的軸向位移調(diào)節(jié)壓環(huán)(8.3)。3.按權(quán)利要求2所述組合圓錐滾子軸承，其特征是調(diào)節(jié)壓環(huán)(8，3)采用與軸(8.2)頂端外螺紋(8.21)嚙合的螺母(8.31)。4.按權(quán)利要求1所述組合圓錐滾子軸承，其特征是推力圓錐滾子(2)的軸心線(22)和動圈下滾道母線(2.1)相交于軸承軸心線OOi上同一點(diǎn)02;動圈上滾道母線(5.1)、向心圓錐滾子(5)軸心線(5.2)和向心圓錐滾子滾道母線(53)三條線相交于軸承軸心線OOi上同一點(diǎn)05。5.按權(quán)利要求1所述組合圓錐滾子軸承，其特征是推力擋邊母線(2，3)或向心擋邊母線(5.4)均取為直線。6.按權(quán)利要求1所述組合圓錐滾子軸承，其特征是所述動圈下滾道母線(2.1)與水平面夾角3取為2°~8°;皿動圈上滾道母線(5.1)與軸承軸心線OOi夾角ai取為8。~16°或夾角d2取為40。~60°。7.按權(quán)利要求1所述圓錐滾子軸承，其特征是圓錐內(nèi)圈(7)大端面(7a)凸出高度(h7)小于圓錐內(nèi)圈(7)擋邊的厚度(b7)。8.按權(quán)利要求1所述組合圓錐滾子軸承，其特征是推力圓錐保持架(3)和向心推力圓錐保持架(6)采用支柱保持架、沖壓保持架或?qū)嶓w保持架。全文摘要高精度推力向心組合圓錐滾子軸承。設(shè)止推座圈和動圈，兩者間裝推力圓錐滾子和保持架；設(shè)靜止內(nèi)圈與動圈之間裝向心推力圓錐滾子和保持架；由此將形成承受軸向載荷的推力圓錐滾子軸承和承受徑向載荷的向心推力圓錐滾子軸承組合為一體。實(shí)現(xiàn)承受大推力、大向心載荷的能力，且裝調(diào)節(jié)壓環(huán)產(chǎn)生零或負(fù)游隙，滿足數(shù)控立車高精度、高剛度、較高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)臺的要求。與現(xiàn)有較佳的INA公司三排短柱軸承比重量僅為89.7％，但軸向、徑向動荷分別為3.7和2.1倍，其軸向、徑向靜載荷分別為2.864和1.54倍。滾道和擋邊母線用特殊設(shè)計，消除滾子打滑，運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低，極限轉(zhuǎn)速高。此結(jié)構(gòu)加工內(nèi)徑、滾道、擋邊等均可一次定位、裝夾，旋轉(zhuǎn)精度高，徑向、軸向跳動能達(dá)到≤3μm?？捎糜诟呔葦?shù)控立車、立磨轉(zhuǎn)臺、雷達(dá)轉(zhuǎn)臺等。文檔編號F16C19/00GK101328933SQ20081004572公開日2008年12月24日申請日期2008年8月4日優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日發(fā)明者文鑒恒申請人:文鑒恒