精密球鉸軸承的制作方法
【專利摘要】一種精密球鉸軸承，用于海上艦艇精密儀器支撐平臺(tái)（沖擊器）下連桿機(jī)構(gòu)中的精密平面運(yùn)動(dòng)。鋼球通過高強(qiáng)度螺釘一與軸桿連接形成球桿體，軸桿穿過上球窩經(jīng)連接套與動(dòng)力源連接，上鎖緊螺母固定在軸桿上，鋼球立于下球窩上，上球窩通過錐銷與下球窩限位，高強(qiáng)度螺釘二、彈性墊圈將上球窩固定在下球窩上，下球窩通過高強(qiáng)度螺釘三緊固在底座上。上球窩的口部安裝塔形密封罩，塔形密封罩為氯丁橡膠材料；上球窩與下球窩呈非對稱式接觸，下球窩接觸面要大于上球窩接觸面；下球窩底部外側(cè)有與底座配套的安裝定位止口，下球窩底部裝有調(diào)節(jié)螺塞和下鎖緊螺母。本實(shí)用新型具有自調(diào)心、抗沖擊和拉伸能力高、潤滑性能好的特點(diǎn)。
【專利說明】精密球鉸軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軸承制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種精密球鉸軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有海上艦艇精密儀器支撐平臺(tái)(沖擊器)上的連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)元件，大多選用的是SQD標(biāo)準(zhǔn)型球頭桿端關(guān)節(jié)軸承和虎克球鉸。這兩種元件在實(shí)際應(yīng)用中存在以下問題:
[0003]1、球頭桿端關(guān)節(jié)軸承，雖然結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但當(dāng)球桿體與球體為整體結(jié)構(gòu)時(shí)，由于受加工方法的限制，其加工精度尤其是球體的圓形誤差和表面粗糙度難以保證和提高，致使與外圈壓配后，其整體精度下降。當(dāng)球桿體與球體為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，則是采用一種摩擦式焊接或鉚接式連接，雖然在一定程度上能保證球體的真球度及粗糙度，但軸承在承受一定的沖擊載荷和拉伸載荷時(shí)，很容易使球體與球桿體分解脫離。
[0004]2、球頭桿端關(guān)節(jié)軸承的球體與外圈是通過一種特殊的鋅基合金鑄壓合成。鑄壓后外圈的球窩內(nèi)球面與球體接觸面精度較差，間隙較小時(shí)旋轉(zhuǎn)靈活性極差，容易卡死，無法實(shí)現(xiàn)各種方式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)；間隙稍大時(shí)，雖然靈活性很好，但根本不能滿足精密儀器支撐平臺(tái)(沖擊器)沖擊后的恢復(fù)精度和較高平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。
[0005]3、虎克球鉸的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，為保證機(jī)構(gòu)較高的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，還必須安裝其它元件以抵消其內(nèi)部較大的間隙。有時(shí)受安裝空間的限制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸較大的虎克球鉸已不能滿足客戶的特殊使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種精密球鉸軸承，實(shí)現(xiàn)球鉸軸承軸向間隙在微米狀態(tài)下，能夠以各種方式可靠而平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的目的。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的鋼球通過螺釘一與軸桿連接形成球桿體，軸桿穿過上球窩經(jīng)連接套與動(dòng)力源連接，上鎖緊螺母固定在軸桿上，鋼球立于下球窩上，上球窩通過錐銷與下球窩限位，螺釘二、彈性墊圈將上球窩固定在下球窩上，下球窩通過螺釘三緊固在底座上。
[0008]所述上球窩的上端口部裝有用氯丁橡膠材料制作的密封罩。
[0009]所述上球窩與下球窩呈非對稱式接觸，下球窩接觸面大于上球窩接觸面。
[0010]所述下球窩底部外側(cè)設(shè)有與底座配套的安裝定位止口。
[0011]所述下球窩底部設(shè)有調(diào)節(jié)螺塞和下鎖緊螺母。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型根據(jù)球頭桿端關(guān)節(jié)軸承的基本原理和特點(diǎn)，針對精密儀器支撐平臺(tái)(沖擊器)的使用工況和工作環(huán)境進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0013]1.球窩為上、下分體式設(shè)計(jì)，加工時(shí)采取先分體粗加工后再整體精加工，有效保證了兩球窩尺寸精度和幾何精度的一致性，大大提高了球窩內(nèi)球面與鋼球表面的接觸精度。
[0014]2.軸桿與鋼球采取分體設(shè)計(jì)，鋼球可通過專業(yè)精加工，其表面粗糙度、圓度、尺寸精度較高，充分保證了球桿體整體的加工精度。[0015]3.上、下球窩和軸桿均采用高強(qiáng)度螺栓連接緊固，上、下球窩采取鋼球自動(dòng)定心定位和錐銷定位緊固，充分滿足球鉸軸承承受沖擊載荷和拉伸載荷的要求。
[0016]4.上、下球窩內(nèi)球面、軸桿與鋼球的加工精度提高后，球鉸軸承的軸向間隙可達(dá)到
0.003-0.005微米，在微米間隙狀態(tài)下能保持較好的旋轉(zhuǎn)靈活性，在一定的傾斜角度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)不同方式的、較高精度的平面運(yùn)動(dòng)。通過多次試驗(yàn)驗(yàn)證，能使精密儀器支撐平臺(tái)(沖擊器)沖擊后的恢復(fù)精度達(dá)到“20秒”級(jí)狀態(tài)。
[0017]5.本實(shí)用新型增加的鎖緊裝置，使球鉸軸承具備了限位功能。
[0018]6.上球窩上端口部的塔形密封罩具有防塵和儲(chǔ)油功能，可使球鉸軸承的潤滑脂潔凈，潤滑性能持久，耐用度大幅度提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的鋼球4通過高強(qiáng)度螺釘一 9與軸桿7連接形成球桿體，軸桿7穿過上球窩3經(jīng)連接套6與動(dòng)力源連接，上鎖緊螺母5固定在軸桿7上，鋼球4立于下球窩I上，上球窩3通過錐銷15與下球窩I限位，高強(qiáng)度螺釘二 10、彈性墊圈11將上球窩3固定在下球窩I上，下球窩I通過高強(qiáng)度螺釘三2緊固在底座14上，上球窩3的上端口部裝有塔形密封罩8，塔形密封罩8為氯丁橡膠材料，上球窩3與下球窩I呈非對稱式接觸，下球窩I接觸面要大于上球窩3接觸面，下球窩I底部外側(cè)有與底座14配套的安裝定位止口，下球窩I底部裝有調(diào)節(jié)螺塞12和下鎖緊螺母13。
[0022]為保證本實(shí)用新型的加工精度、抗沖擊和拉伸能力，將軸桿7與鋼球4分體設(shè)計(jì)，軸桿7與鋼球4分別加工后再通過高強(qiáng)度螺釘一 9涂抹螺紋膠連接成一體，充分利用鋼球4的原始精度，有效保證球桿體的整體精度。同時(shí)將上球窩3、下球窩I也采取分體設(shè)計(jì)，力口工時(shí)采用耐腐蝕、抗磨損材質(zhì)，先分體粗加工后再整體精加工和研磨，并在結(jié)合外表面處做細(xì)實(shí)線“一”標(biāo)記，有效保證兩球窩尺寸精度和幾何精度的一致性，大大提高了球窩內(nèi)球面與鋼球4表面的接觸精度。裝配時(shí)，拆開球窩緊固高強(qiáng)度螺釘三2，在下球窩I內(nèi)涂抹適量高級(jí)潤滑脂，將球桿體(軸桿7、鋼球4)裝入，對準(zhǔn)細(xì)實(shí)線“一”安裝上球窩3，通過鋼球4自動(dòng)定心、錐銷15限位的方式，用高強(qiáng)度螺釘二 10、彈性墊圈11均勻連接緊固，形成一個(gè)完整的球面滑動(dòng)副。
[0023]上球窩3的上端口部裝有塔形密封罩8，構(gòu)成防塵、潤滑系統(tǒng)；下球窩I設(shè)計(jì)有安裝定位止口、鎖緊裝置(調(diào)節(jié)螺塞12、下鎖緊螺母13)及定位螺栓孔，并經(jīng)螺栓孔由高強(qiáng)度螺栓三2緊固在底座14上。工作時(shí)，球桿體(軸桿7、鋼球4)通過連接套6、上鎖緊螺母5連接到動(dòng)力源上，根據(jù)動(dòng)力源上輸出的不同運(yùn)動(dòng)方式(擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)、傾斜運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，可在一定角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同方式的運(yùn)動(dòng)。
[0024]由于球鉸軸承的間隙是通過配研、微米表檢測控制，滑動(dòng)球面的接觸精度較高(大于80%以上)，圓形誤差及表面粗糙度得到充分保證，因此，在微米軸向間隙狀態(tài)下，能保持較好的旋轉(zhuǎn)靈活性，克服了原有結(jié)構(gòu)大間隙非常靈活、小間隙容易卡死、靈活性極差的弊端和缺陷。
[0025]本實(shí)用新型由于結(jié)構(gòu)形式的改變，外形尺寸及鋼球增大，上、下球窩的內(nèi)球面與球體的球面滑動(dòng)面也發(fā)生了一定的改變，即球窩接觸面相應(yīng)增大，且呈非對稱式接觸，尤其是下球窩接觸面要大于上球窩接觸面，其作用是增強(qiáng)球鉸軸承主要承受軸向拉伸和沖擊載荷的能力。
[0026]球鉸軸承的精密度主要體現(xiàn)在鋼球4與上、下球窩內(nèi)球面的接觸精度一圓形誤差及表面粗糙度。在加工過程中采用耐腐蝕、抗磨損材質(zhì)，通過完善的精密加工工藝路線，使用高精度數(shù)控裝備加工和研磨以及嚴(yán)密的檢測手段，使得球窩內(nèi)球面與鋼球4表面的接觸精度得到充分保證。
[0027]球鉸軸承的精密度還體現(xiàn)在軸桿7與鋼球4連接的加工精度——同軸度誤差及表面粗糙度。為滿足球鉸軸承及受沖擊載荷又受拉伸載荷的要求，球桿體采取分體設(shè)計(jì)，用高強(qiáng)度螺栓連接。即在較高硬度的鋼球4上采用高精密工裝定位及特殊加工方法加工螺栓沉孔及通孔，使得球桿體的加工精度也得到充分保證。
[0028]球鉸軸承的塔形密封罩8采用氯丁橡膠材料制作，不僅構(gòu)成防塵、潤滑系統(tǒng)，而且防老化、耐高、低溫和防鹽霧性能較好。
[0029]下球窩I底部裝設(shè)的調(diào)節(jié)螺塞12和下鎖緊螺母13，可有效調(diào)節(jié)鋼球4與上球窩3之間的間隙。當(dāng)調(diào)節(jié)螺塞12調(diào)節(jié)間隙為零、且被鎖緊螺母13鎖緊時(shí)，可限制球鉸軸承的運(yùn)動(dòng)(獲取某項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù))，松開后又可恢復(fù)運(yùn)動(dòng)。下球窩I與鋼球4接觸部分還可儲(chǔ)存油脂，為滑動(dòng)表面起到一定的潤滑作用。
【權(quán)利要求】
1.一種精密球鉸軸承，其特征在于:鋼球(4)通過螺釘一(9)與軸桿(7)連接形成球桿體，軸桿(7)穿過上球窩(3)經(jīng)連接套(6)與動(dòng)力源連接，上鎖緊螺母(5)固定在軸桿(7)上，鋼球(4)立于下球窩(I)上，上球窩(3 )通過錐銷(15 )與下球窩(I)限位，螺釘二( 10 )、彈性墊圈(11)將上球窩(3 )固定在下球窩(I)上，下球窩(I)通過螺釘三(2 )緊固在底座(14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密球鉸軸承，其特征在于:所述上球窩(3)的上端口部裝有用氯丁橡膠材料制作的密封罩(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密球鉸軸承，其特征在于:所述上球窩(3)與下球窩(I)呈非對稱式接觸，下球窩(I)接觸面大于上球窩(3 )接觸面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密球鉸軸承，其特征在于:所述下球窩(I)底部外側(cè)設(shè)有與底座(14)配套的安裝定位止口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密球鉸軸承，其特征在于:所述下球窩(I)底部設(shè)有調(diào)節(jié)螺塞(12)和下鎖緊螺母(13)。
【文檔編號(hào)】F16J15/52GK203614582SQ201320818513
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張志華, 鄒志峰, 劉和平, 李垂輝, 李文喜, 王朝襄 申請人:襄陽振本傳動(dòng)設(shè)備有限公司