CN103292996B - 利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法 - Google Patents
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Abstract
利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，属于轴承安装技术领域。锥度轴承(3)平放入圆筒座(2)内，台阶(101)与内圈(301)上端面接触，承压机构与外圈(302)的下侧面接触；压轴(1)下部和锥度轴承(3)的配合方式，与锥度轴承(3)和轴(4)的配合方式相同；圆筒座(2)和锥度轴承(3)的配合方式，与锥度轴承(3)和箱体的配合方式相同。首先利用锥度轴承试验工装测量出内、外圈(301、302)的轴向相对位移量X1，然后计算锥度轴承(3)所在轴(4)在工作状态下相对箱体的绝对膨胀量ΔL，根据X1和ΔL确定锥度轴承(3)的最大预紧量X2，本发明具有测量结果准确，预紧量准确，轴承安装精度高等优点。
Description
技术领域
锥度轴承试验工装及锥度轴承的安装方法，属于轴承安装技术领域，具体涉及一种精确测量锥度轴承内、外圈相对位移量的试验工装，还涉及一种精确计算锥度轴承预紧量的锥度轴承的安装方法。
背景技术
轴承的安装精度直接影响轴承及使用此轴承的设备的使用寿命，尤其是高精度减速机锥度轴承，对轴承的安装精度要求更高，必须保证锥度轴承径向无间隙，并且轴向位置准确，所以必须在安装轴承时进行预紧，使轴承内部滚动体与内外圈间的间隙消除，形成一定的初始压力和弹性变形，以减小工作负荷下轴承的实际变形量，从而改善支撑刚度，提高旋转精度，轴承的预紧量至关重要，如果预紧量不足，轴承自身的装配间隙过大，高精度齿轮副的特性无法体现，整个传动系统的寿命会显著下降，同样，预紧量过大，轴承的装配过盈过大，也会使其寿命降低。计算预紧量的值首先要测量轴承在受轴向载荷后内外圈的相对位移量，目前测量内外圈的相对位移量的装置结构复杂，操作不方便，工作效率低。
目前预紧量的值通常由工作时实际承受的载荷量稍作加大后作为预紧负荷，但是这种方法没有考虑轴承所在轴与箱体之间存在温度差，导致轴相对于箱体产生膨胀变形，导致预紧量仍存在误差，装配精度仍然不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高轴承安装精度和使用寿命的利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该锥度轴承试验工装，其特征在于：包括压轴和圆筒座，压轴上部直径大于下部直径中部构成直角的台阶，圆筒座上部开口，底部设有承压机构，锥度轴承平放入圆筒座内，台阶与内圈上端面接触，承压机构与外圈的下侧面接触；
压轴下部和锥度轴承的配合方式，与锥度轴承和轴的配合方式相同；圆筒座和锥度轴承的配合方式，与锥度轴承和箱体的配合方式相同。
所述台阶与压轴下部圆周连接处设有内凹的圆角。
所述承压机构为圆盘状或环状的承压板。
所述承压板与圆筒座为一体结构。
所述承压板与圆筒座为分体结构。
一种利用如上所述锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，其特征在于：具体安装步骤如下：
步骤1：利用锥度轴承试验工装测量出锥度轴承在标定的最大轴向载荷F的作用下，内、外圈的轴向相对位移量X1；
步骤2：测量在正常工作状态下锥度轴承所在轴的温度T2,箱体温度T1，计算出轴相对箱体的绝对膨胀量ΔL；
步骤3：根据X1和ΔL确定锥度轴承(3)的最大预紧量X2，X2＜2X1-ΔL；
步骤4：根据锥度轴承的工作转速确定预紧量X0，X0与锥度轴承的工作转速成反比。
与现有技术相比，本发明锥度轴承试验工装及锥度轴承的安装方法所具有的有益效果是：
1、测量结果准确，预紧量准确，轴承安装精度高：通过精确模拟锥度轴承所处环境，测量的内、外圈的轴向相对位移量更加接近真实数值，通过计算锥度轴承所在轴相对于箱体产生膨胀变形，精确计算锥度轴承的预紧量，提高锥度轴承的使用寿命；
2、结构简单、操作方便：本实用新型结构简单，使用时，只需要将锥度轴承平放入圆筒座内即可，无需其他连接，直接在压轴上端施加一个轴向力就可以测量出内外圈的相对位移了，操作方便；
3、测量准确：压轴、圆筒座与锥度轴承的配合方式，与轴、箱体与锥度轴承的实际配合方式相同，准确模拟锥度轴承受力后的变形情况，测量数据更加准确。
附图说明
图1是锥度轴承试验工装的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大示意图。
图3是锥度轴承成对安装在轴上的示意图。
图4是承压板与圆筒座为分体结构的示意图。
图5是锥度轴承为角接触球轴承的示意图。
其中：1、压轴101、台阶2、圆筒座201、承压板3、锥度轴承301、内圈302、外圈4、轴。
具体实施方式
图1～3是本发明锥度轴承试验工装及锥度轴承的安装方法的最佳实施例，下面结合附图1～5对本发明做进一步说明。
参照附图1～2：锥度轴承试验工装包括压轴1和圆筒座2，压轴1为上部直径大于下部直径的台阶状圆轴，中部构成直角的台阶101，压轴1下部圆周与台阶101连接处为内凹的圆角，这样可以保证压轴1的圆角不会与锥度轴承3的圆角接触。圆筒座2上部开口，底部一体设有盘形的承压板201。
利用锥度轴承试验工装可以测出锥度轴承3在标定的最大轴向力F作用下，内、外圈301、302的相对位移量X1，利用X1计算锥度轴承3安装时的最大预紧量X2。以锥度轴承3为圆锥滚子轴承为例，具体操作方法为：
将锥度轴承3放入圆筒座2内，内圈301直径较大的一侧向上；
将压轴1下部套在锥度轴承3的内圈301内，在压轴1上端施加一个垂直向下的力，大小为锥度轴承3标定的最大轴向力F，利用杠杆千分尺测量此时内圈301上端面的跳动量，即X1。
其中压轴1下部和锥度轴承3的配合方式，与锥度轴承3和轴4的配合方式相同；圆筒座2和锥度轴承3的配合方式，与锥度轴承3和箱体的配合方式相同，这样可以最大限度的模拟锥度轴承3在实际工况中受力后的变形情况。
锥度轴承的安装方法，具体包括以下步骤：
步骤1：利用锥度轴承试验工装测量出锥度轴承3在标定的最大轴向载荷F的作用下，内、外圈301、302的轴向相对位移量X1；
步骤2：测量在工作状态下锥度轴承3所在轴4的温度T2,箱体温度T1，计算出轴4相对箱体的绝对膨胀量ΔL,ΔL＝L×13×10-6×(T2-T1),其中L为两个锥度轴承3的实际距离，如图3。
步骤3：根据X1和ΔL确定锥度轴承3的最大预紧量X2，因锥度轴承3成对使用，所以两个锥度轴承3的最大预紧量X2＜2X1-ΔL。
步骤4：根据锥度轴承3的工作转速确定预紧量X0，X0与锥度轴承3的工作转速成反比。
利用上述方法，以一圆锥滚子轴承为例进行计算，在F＝3200N的最大轴向载荷下，X1＝0.1mm；
测量轴4的温度为100℃，箱体温度为40℃，在L＝50mm的情况下，
ΔL＝L×13×10-6×(T2-T1)＝50×13×10-6×60＝0.039mm，
X2＜2X1-ΔL＝0.1-0.039＝0.161mm，即最大预紧量不能超过0.161mm，锥度轴承3的转速为50r/min，属于低转速，可选取较大的预紧量0.12。
由上例可知，ΔL对锥度轴承3的预紧量有较大的影响，如果不计算ΔL，直接使用2X1得到的是0.2mm，会造成锥度轴承3过盈过大，造成锥度轴承3的快速磨损，造成锥度轴承及设备的寿命快速下降。
通过此方法安装的锥度轴承3无径向间隙，轴向位置准确，轴承在许用载荷条件下运行，提高了锥度轴承3的寿命。
参照图4：圆筒座2底部分体设置承压板201，承压板201为环状。
参照图5：本发明不仅适用圆锥滚子轴承，还适用于角接触球轴承等其他锥度轴承，利用试验工装测量出角接触球轴承的内、外圈301、302的相对位移量X1，ΔL的计算方法相同，得到最大预紧量X2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，其特征在于：锥度轴承试验工装包括压轴(1)和圆筒座(2)，压轴(1)上部直径大于下部直径中部构成直角的台阶(101)，圆筒座(2)上部开口，底部设有承压机构，锥度轴承(3)平放入圆筒座(2)内，台阶(101)与内圈(301)上端面接触，承压机构与外圈(302)的下侧面接触；
压轴(1)下部和锥度轴承(3)的配合方式，与锥度轴承(3)和轴(4)的配合方式相同；圆筒座(2)和锥度轴承(3)的配合方式，与锥度轴承(3)和箱体的配合方式相同；
所述台阶(101)与压轴(1)下部圆周连接处设有内凹的圆角；
具体安装步骤如下：
步骤1：利用锥度轴承试验工装测量出锥度轴承(3)在标定的最大轴向载荷F的作用下，内、外圈(301、302)的轴向相对位移量X1；
步骤2：测量在正常工作状态下锥度轴承(3)所在轴(4)的温度T2,箱体温度T1，计算出轴(4)相对箱体的绝对膨胀量ΔL；
步骤3：根据X1和ΔL确定锥度轴承(3)的最大预紧量X2，X2＜2X1-ΔL；
步骤4：根据锥度轴承(3)的工作转速确定预紧量X0，X0与锥度轴承(3)的工作转速成反比。
2.根据权利要求1所述的利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，其特征在于：所述承压机构为圆盘状或环状的承压板(201)。
3.根据权利要求2所述的利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，其特征在于：所述承压板(201)与圆筒座(2)为一体结构。
4.根据权利要求2所述的利用锥度轴承试验工装的锥度轴承的安装方法，其特征在于：所述承压板(201)与圆筒座(2)为分体结构。
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