CN104454753B - 改进型马达主轴组件及其加工方法 - Google Patents

改进型马达主轴组件及其加工方法 Download PDF

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Abstract

改进型马达主轴组件，其中，主动轴上设置有主轴前端轴承安装外圆、主轴后端轴承安装外圆、主轴压盘安装端面及主轴后端轴承安装端面，后端圆锥滚子轴承与主轴后端轴承安装外圆过盈配合安装，中间压环安装于前端圆锥滚子轴承上；前端圆锥滚子轴承安装于主轴前端轴承安装外圆；中间压环和后端圆锥滚子轴承的外圈与马达壳体的内孔过盈配合，轴承压盖安装在马达壳体内；柱塞的球头端与中心连杆的球头端安装于主动轴上，并通过压盘限位，主动轴内设置有主轴冲洗径向通道与主轴冲洗轴向通道，以推动主轴冲洗径向通道内的液压油流动，从而提高散热效率；主动轴两端设置有主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面，用于主动轴的加工定位，以提高加工的精确度。

Description

改进型马达主轴组件及其加工方法
技术领域
本发明涉及液压系统执行元器件技术领域，尤其涉及一种改进型马达主轴组件及其加工方法。
背景技术
近年来，随着液压技术不断向高压、大功率方向发展及人们对环境的日益重视，要求液压执行元件具有噪声低、污染小、运转平稳等特点。然而，目前所使用的液压马达，主动轴中油槽径向通道仅开至主动轴的中间部位，导致液压马达内的冲洗液压油在泵送至主动轴的中间部位即返回，而主动轴前端没有液压油输送，不利于液压马达的散热。在进行液压马达组件装配过程中，各个组件之间的装配间隙与尺寸也是同等的重要，装配间隙过大，在液压马达运行时产生的噪声异常大，不仅造成环境污染，而且也影响各个组件之间的传动性能；装备间隙过小，直接导致液压马达内部组件损坏，容易出现故障；同时主动轴在加工过程中，因定位精确度不高，易影响主动轴的使用寿命。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种改进型马达主轴组件及其加工方法，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
改进型马达主轴组件，其中，主动轴上设置有主轴前端轴承安装外圆、主轴后端轴承安装外圆、主轴压盘安装端面及主轴后端轴承安装端面，后端圆锥滚子轴承与主轴后端轴承安装外圆过盈配合安装，其过盈量为0.012mm～0.041mm；主轴后端轴承安装端面用于后端圆锥滚子轴承限位，中间压环过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承上，过盈量为0.006mm～0.025mm；前端圆锥滚子轴承过渡配合安装于主轴前端轴承安装外圆，过渡配合值为-0.008mm～+0.007mm；且主动轴相对于中间压环及后端圆锥滚子轴承的外圈轴向游隙为0.012mm～0.04mm；中间压环和后端圆锥滚子轴承的外圈与马达壳体的内孔过盈配合，其过盈量为0.009mm～0.053mm；轴承压盖安装在马达壳体内，并与马达壳体为间隙配合，间隙值为0.026mm～0.076mm；柱塞的球头端安装于主动轴上设置的主轴柱塞安装内球面内，中心连杆的球头端安装于主动轴上设置的主轴连杆安装内球面内，并通过安装于主轴压盘安装端面的压盘限位，同时在主动轴内设置有相互连通的主轴冲洗径向通道与主轴冲洗轴向通道；此外，主动轴两端设置有主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面，用于主动轴的加工定位。
在本发明中，主动轴上设置有主动轴用挡圈，其用于对安装在主动轴上的后端圆锥滚子轴承和前端圆锥滚子轴承进行限位。
在本发明中，主动轴用挡圈和前端圆锥滚子轴承之间设置有轴向间隙调整垫片，用于调整轴向间隙。
在本发明中，轴承压盖上安装有压盖用O型圈，且压盖用O型圈位于马达壳体的内孔。
在本发明中，马达壳体内安装有壳体孔用挡圈，用于对轴承压盖进行轴向限位。
在本发明中，轴承压盖和中间压环之间安装有用于调整传动轴组件部分在马达壳体内轴向窜动量的轴向间隙调整垫片，且该窜动量为0.021mm～0.05mm。
在本发明中，轴承压盖内安装有骨架油封，且骨架油封套装于主动轴的主轴油封密封外圆上，用于动态旋转密封。
在本发明中，压盘和主动轴之间设置有连杆球头间隙调整垫片，用于调整中心连杆的球头相对于主动轴的轴向间隙。
在本发明中，马达壳体上设置有加工工艺孔，下端壳体螺塞紧固安装于加工工艺孔内，且下端壳体螺塞与马达壳体的紧固扭力矩为为60±6N·m，在液压马达需要散热或输出压力油，打开下端壳体螺塞即可。
在本发明中，主动轴上设置有主轴外花键，用于动力传递给后续相关设备。
在本发明中，主轴冲洗径向通道和主轴冲洗轴向通道为冲洗油道，当主轴冲洗径向通道旋转起来时，主轴冲洗径向通道具有离心泵的作用，推动主轴冲洗径向通道内的液压油进一步流动起来；在液压油进一步流动起来时，带走了液压马达内部产生的热量，有利于液压马达的散热。
改进型马达主轴组件加工方法，具体步骤如下：
1)选取基体材料，基体材料要求：毛坯锻打调质处理，调质硬度为HRC20～25；
2)对步骤1)中选取的基体材料进行机加工主动轴的一端设计结构，采用带动力刀头的车削中心加工，且加工主轴油封密封外圆、主轴前端轴承安装外圆、主轴后端轴承安装外圆和主轴后端轴承安装端面时留加工余量，并在车削中心内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；
3)待步骤2)中主动轴的一端加工完毕后，再机加工主动轴球头一端的设计结构，且加工主轴压盘安装端面、主轴连杆安装内球面和主轴柱塞安装内球面时留加工余量，得主动轴轴体；
4)将步骤3)中获得的主动轴轴体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于1000HV0.2，渗层深度0.35～0.5mm；
5)对步骤4)中进行表面气体氮化处理完毕的主动轴轴体，研磨主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面定位基准；
6)待步骤5)中研磨主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面定位基准完毕后，研磨主轴连杆安装内球面和主轴柱塞安装内球面，研磨后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
7)以步骤5)中研磨的主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面为基准，采用双顶针一次性磨削加工完成各成形面，磨削后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
8)对步骤7)中磨削完毕的主动轴轴体去除毛刺；
9)对步骤8)中去除毛刺完毕的主动轴轴体进行抽样检测，抽检率不低于5％，样品检测为全检；
10)对步骤9)中检测合格的主动轴轴体进行清洗防蚀及去磁处理；
11)对步骤10)中进行清洗防蚀及去磁处理完毕的主动轴轴体外观检测合格后，封装入库。
在本发明中，步骤8)采用热能方式去除机加工所产生的毛刺。
在本发明中，主轴连杆安装内球面的尺寸公差为0～0.021mm，球面轮廓度0.01mm；主轴柱塞安装内球面的尺寸公差为0～0.01mm，球面轮廓度0.005mm；主轴前端轴承安装外圆和主轴后端轴承安装外圆的尺寸公差为+0.017mm～+0.033mm，圆柱度0.01mm；主轴油封密封外圆尺寸公差为0～-0.02mm，圆柱度0.01mm。
有益效果：本发明中主动轴内设置有相互连通的主轴冲洗径向通道与主轴冲洗轴向通道，促使主动轴高速旋转带动主轴冲洗径向通道产生强大的离心作用，以推动主轴冲洗径向通道内的液压油流动，从而提高散热效率；液压马达各个组件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅降低液压马达运行时产生的噪音，而且可保证各个组件的传动性能，降低日常维护费用；主动轴两端设置有主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面，用于主动轴的加工定位，以提高加工的精确度，延长主动轴的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的主视图。
图2为本发明的较佳实施例中的主动轴主视图。
图3为本发明的较佳实施例中的主动轴剖视图。
图4为本发明的较佳实施例中的主动轴左视图
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图4的改进型马达主轴组件，包括马达壳体1、轴向间隙调整垫片一2、轴向间隙调整垫片二3、轴承压盖4、主动轴5、骨架油封6、主动轴用挡圈7、壳体孔用挡圈8、压盖用O型圈9、中间压环10、压盘11、柱塞12、中心连杆13、连杆球头间隙调整垫片14、下端壳体螺塞15、后端圆锥滚子轴承16、前端圆锥滚子轴承17、主轴外花键18、主轴油封密封外圆19、主轴前端轴承安装外圆20、主轴后端轴承安装外圆21、主轴压盘安装端面22、主轴后端轴承安装端面23、主轴右端定位锥面24、压盘安装螺钉孔25、主轴连杆安装内球面26、主轴左端定位锥面27、主轴柱塞安装内球面28、主轴冲洗径向通道29、主轴紧固内螺纹孔30、主轴冲洗轴向通道31、连杆内球面工艺环32及加工工艺孔T2。
在本实施例中，后端圆锥滚子轴承16通过过盈配合的方式与主动轴5上的主轴后端轴承安装外圆21配合安装，其过盈量为0.012mm～0.041mm；中间压环10过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承17上，其过盈量为0.006mm～0.025mm；前端圆锥滚子轴承17过渡配合安装于主动轴5上的主轴前端轴承安装外圆20，过渡配合值为-0.008mm～+0.007mm；后端圆锥滚子轴承16和前端圆锥滚子轴承17在主动轴5上通过安装在主动轴5上的主动轴用挡圈7限位，并通过安装于主动轴用挡圈7和前端圆锥滚子轴承17之间的轴向间隙调整垫片二3调整轴向间隙，且主动轴5相对于中间压环10及后端圆锥滚子轴承16的外圈轴向游隙为0.012mm～0.04mm；中间压环10和后端圆锥滚子轴承16的外圈与马达壳体1的内孔为过盈配合，其过盈量为0.009mm～0.053mm；压盖用O型圈9安装于轴承压盖4上，并安装于马达壳体1的内孔，且轴承压盖4与马达壳体1为间隙配合，其间隙值为0.026mm～0.076mm；安装于马达壳体1内的轴承压盖4通过安装于马达壳体1内的壳体孔用挡圈8轴向限位，且在轴承压盖4和中间压环10之间安装有轴向间隙调整垫片一2，用于调整传动轴组件部分在马达壳体1内的轴向窜动量，且该窜动量为0.021mm～0.05mm，骨架油封6安装于轴承压盖4内且套装于主动轴5的主轴油封密封外圆19上，用于动态旋转密封，下端壳体螺塞15紧固安装于马达壳体1上的加工工艺孔T2内，且紧固扭力矩为60±6N·m。
柱塞12的球头端安装于主动轴5上的主轴柱塞安装内球面28内，中心连杆13的球头端安装于主动轴5上的主轴连杆安装内球面26内，并通过由螺钉紧固安装于主动轴5上主轴压盘安装端面22的压盘11限位，且在压盘11和主动轴5之间设计有连杆球头间隙调整垫片14，用于中心连杆13的球头相对于主动轴5的轴向间隙的调整。
主轴外花键18用于动力传递给后续相关设备，主轴紧固内螺纹孔30用于紧固后续传递装置，主轴后端轴承安装端面23顶住后端圆锥滚子轴承16限位，主轴右端定位锥面24和主轴左端定位锥面27为主动轴5的在加工定位使用，连杆内球面工艺环32为防干扰设置的内圆，主轴冲洗径向通道29和主轴冲洗轴向通道31为冲洗油道，当主轴冲洗径向通道29旋转起来时，主轴冲洗径向通道29具有离心泵的作用，压盘安装螺钉孔25为紧固压盘11用的螺钉安装用。
马达壳体1在A处的轴向窜动量为0.021mm～0.05mm；主动轴在B处的公差为0～0.05mm；主轴连杆安装内球面26的尺寸公差为0～0.021mm，球面轮廓度0.01mm；主轴柱塞安装内球面28的尺寸公差为0～0.01mm，球面轮廓度0.005mm；主轴前端轴承安装外圆20和主轴后端轴承安装外圆21的尺寸公差为+0.017mm～+0.033mm，圆柱度0.01mm；主轴油封密封外圆19尺寸公差为0～-0.02mm，圆柱度0.01mm。
改进型马达主轴组件加工方法，具体步骤如下：
1)选取基体材料，基体材料要求：毛坯锻打调质处理，调质硬度为HRC20～25；
2)对步骤1)中选取的基体材料进行机加工主动轴的一端设计结构，采用带动力刀头的车削中心加工，且加工主轴油封密封外圆19、主轴前端轴承安装外圆20、主轴后端轴承安装外圆21和主轴后端轴承安装端面23时留加工余量，并在车削中心内安装有生产动态抽检检测仪，检测关键尺寸，以保证批量生产的加工精度，有效控制报废率；
3)待步骤2)中主动轴的一端加工完毕后，再机加工主动轴球头一端的设计结构，且加工主轴压盘安装端面22、主轴连杆安装内球面26和主轴柱塞安装内球面28时留加工余量，得主动轴轴体；
4)将步骤3)中获得的主动轴轴体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于1000HV0.2，渗层深度0.4～0.5mm；
5)对步骤4)中进行表面气体氮化处理完毕的主动轴轴体，研磨主轴右端定位锥面24和主轴左端定位锥面27定位基准；
6)待步骤5)中研磨主轴右端定位锥面24和主轴左端定位锥面27定位基准完毕后，研磨主轴连杆安装内球面26和主轴柱塞安装内球面28，研磨后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
7)以步骤5)中研磨的主轴右端定位锥面24和主轴左端定位锥面27为基准，采用双顶针一次性磨削加工完成各成形面，磨削后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
8)对步骤7)中磨削完毕的主动轴轴体去除毛刺；
9)对步骤8)中去除毛刺完毕的主动轴轴体进行抽样检测，抽检率不低于5％，样品检测为全检；
10)对步骤9)中检测合格的主动轴轴体进行清洗防蚀及去磁处理；
11)对步骤10)中进行清洗防蚀及去磁处理完毕的主动轴轴体外观检测合格后，封装入库。
在本实施例中，步骤8)采用热能方式去除机加工所产生的毛刺。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.改进型马达主轴组件加工方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）选取基体材料，基体材料要求：毛坯锻打调质处理，调质硬度为HRC20～25；
2）对步骤1）中选取的基体材料进行机加工主动轴的一端设计结构，采用带动力刀头的车削中心加工，且加工主轴油封密封外圆、主轴前端轴承安装外圆、主轴后端轴承安装外圆和主轴后端轴承安装端面时留加工余量，并在车削中心内安装有生产动态抽检检测仪；
3）待步骤2）中主动轴的一端加工完毕后，再机加工主动轴球头一端的设计结构，且加工主轴压盘安装端面、主轴连杆安装内球面和主轴柱塞安装内球面时留加工余量，得主动轴轴体；
4）将步骤3）中获得的主动轴轴体表面进行气体氮化处理，磨削前表面硬度不低于1000HV0.2，渗层深度0.35～0.5mm；
5）对步骤4）中进行表面气体氮化处理完毕的主动轴轴体，研磨主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面定位基准；
6）待步骤5）中研磨主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面定位基准完毕后，研磨主轴连杆安装内球面和主轴柱塞安装内球面，研磨后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
7）以步骤5）中研磨的主轴右端定位锥面和主轴左端定位锥面为基准，采用双顶针一次性磨削加工完成各成形面，磨削后硬度不低于900HV0.2，渗层深度不低于0.2mm；
8）对步骤7）中磨削完毕的主动轴轴体去除毛刺；
9）对步骤8）中去除毛刺完毕的主动轴轴体进行抽样检测，抽检率不低于5%，样品检测为全检；
10）对步骤9）中检测合格的主动轴轴体进行清洗防蚀及去磁处理。
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