CN105782252A - 一种内燃机的轴承定位结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机的轴承定位结构，包括轴系、机体及安装于机体轴承座内的轴承，轴承上方的机体平台上安装有补偿式轴承定位机构，所述定位机构包括径向及轴向定位机构，其中，径向定位机构包括固定连接于平台安装孔内的紧固件，安装孔直通轴承的外圈，紧固件下方设置有弹簧，弹簧的推力径向加载在轴承外圈上，轴向定位机构包括固定于机体上的夹板,其两侧延伸下来的弹性臂夹紧在所述轴承外圈两端；本发明采用了弹性补偿式定位结构同时实现了轴承轴向及径向配合间隙的消除，由于弹性结构具有跟随性，可以有效的消除轴系及机体部件在不同温度下的间隙差异，结构巧妙简单、易于加工制造，便于大范围推广使用。

Description

一种内燃机的轴承定位结构
技术领域
本发明涉及一种应用于内燃机上的轴承定位结构。
背景技术
轴承(球轴轴承、滚珠轴承等)作为一种支撑轴系回转的标准化零件在各行各业产品的转动部位应用非常普遍，在内燃机上，例如气缸头内也需要在凸轮轴与气缸头机体之间安装轴承，使用中，轴承内、外圈与轴、轴承安装孔(布置在内燃机机体上)之间需要有合理的配合间隙，以避免径向晃动，让轴承滚动体能在内外滚道上顺畅、低摩擦地转动，满足回转轴系的正常动作；除上述径向晃动外，还必须消除轴系的轴向窜动、滑移，从而保证轴及其传动件的稳定配合。
但矛盾的是，为了防止轴系产生过大的径向晃动，轴承外圈需要与安装孔进行较大的过盈配合，而大的过盈量虽能够防止轴系的径向晃动，但却会导致轴承的游隙减小，发生轴承异响及轴承早期磨损；反之，过盈量不足时，又不能保证轴系的稳定运行，特别是在系统发热后，机体轴承座(铝合金材质)比轴承外圈(轴承钢)膨胀要大，轴系进一步松动，导致轴系的运转更加不稳定，轴系零件发生相互冲击，会导致内燃机气缸头异响及零部件过早损坏。
现有技术中，解决上述问题采用的方法是：1、反复试验寻找合理的外圈与轴承安装孔的合理配合间隙；但是内燃机运转后整个系统的温度上升，机体部件的膨胀大于轴承，间隙难以有效消除；2、针对轴系的轴向窜动，如图1所示，可以采用外圈带止动环的轴承，外加轴承外圈挡板及挡板螺栓来防止，但还是存在机体部分材料(铝合金)与轴承材料(轴承钢)膨胀系数的差异，系统温度上升后，配合处的过盈量减小甚至出现间隙，轴向窜动依然存在。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种内燃机的轴承定位结构，其能同时补偿轴系径向及轴向的配合间隙，有效消除轴系及机体部件在不同温度下的间隙。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种内燃机的轴承定位结构，包括轴系、机体及安装于机体轴承座内的轴承，所述轴承上方的机体平台上安装有补偿式轴承定位机构，所述定位机构包括径向及轴向定位机构和轴向定位机构，其中，径向定位机构包括固定连接于平台安装孔内的紧固件，所述安装孔直通轴承的外圈，所述紧固件下方设置有弹簧，弹簧的推力径向加载在所述轴承外圈上，所述轴向定位机构包括固定于机体上的夹板,所述夹板两侧延伸下来的弹性臂夹紧在所述轴承外圈两端。
作为优选，所述弹簧下方设置有顶块抵紧所述轴承外圈；所述顶块为钢球。
进一步，所述夹板为一体成型的U型夹板；U型夹板通过所述紧固件的端面压紧固定于机体平台上，即所述径向定位机构及轴向定位机构均通过所述紧固件固定。
作为优选，所述紧固件为螺纹连接于平台安装孔内的螺栓
所述紧固件的颈部设置有与所述U型夹板的安装孔精度相配合的台阶轴。
所述U型夹板的弹性臂与所述机体平台的两侧壁之间预留有间隙。
本发明的有益效果是：本发明中内燃机轴系通过轴承上方设置的补偿式轴承定位机构同时实现轴向及径向间隙的消除，由于轴向及径向均采用了弹性结构提供适当的预紧力进行轴承配合间隙的消除，而弹性结构具有跟随性，可以有效的消除轴系及机体部件在不同温度下的间隙差异，结构巧妙简单、易于加工制造，便于大范围推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明应用于内燃机气缸头凸轮轴系的示意图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明的局部放大图；
图5是本发明另一实施例的局部放大图。
具体实施方式
参照图2至图5，一种内燃机的轴承定位结构，以应用在内燃机气缸头凸轮轴系为实施例具体说明如下：
该轴承定位结构包括凸轮轴1、气缸头机体2及安装于机体轴承座内的轴承3，所述轴承3上方的机体平台21上安装有补偿式轴承定位机构4，所述定位机构4包括径向和轴向两个方向的定位机构，其中，径向定位机构包括固定连接于平台安装孔22内的紧固件41，安装孔22直通轴承3的外圈31，所述紧固件41下方设置有弹簧42，弹簧42的推力径向加载在所述轴承外圈31上；所述轴向定位机构包括固定于机体2上的夹板43,夹板43两侧延伸下来的弹性臂431夹紧在所述轴承外圈31两端。
上述技术方案中，一方面，通过紧固件41及下方设置的弹簧42对轴承外圈31进行径向预紧力加载，全面消除轴承径向间隙，由于弹簧的跟随性，在温度变化导致轴承外圈配合间隙变化时，也可以及时进行补偿，消除间隙；另一方面，采用夹板43，利用两端延伸下来的弹性臂431对轴承外圈两端进行轴向预紧力加载，保证了轴承两端的夹持力均衡且具备弹性跟随性，当温度变化而导致轴系的轴向间隙变化时，也可以及时消除。
作为本发明的优选实施方式，所述弹簧42下方设置还有顶块44抵紧所述轴承外圈31。本实施例中，顶块44采用了钢球，属于标准零件，采购方便，且硬度可根据与轴承的配合需要进行选择。顶块44可将弹簧42的推力传递给轴承外圈31，且更容易达到硬度及耐磨性的要求，当然，除钢球外，顶块44也可以采用柱形或套筒等形式，也都可以实现上述目的。
所述夹板43可采用两块L型夹板，两夹板的弹性臂431分别对轴承外圈两端施以弹性预紧力，优选的，所述夹板43采用一体成型的U型夹板，加工制作更为简便且两端的预紧力容易保持平衡。
另外，为了进一步保证U型夹板43两端延伸的弹性臂431对轴承外圈31两端具备均衡的夹持力，在紧固件41的颈部设置有与U型夹板43的安装孔432精度相配合的台阶轴411。并且，U型夹板43的弹性臂431与机体平台21的两侧壁211之间预留有间隙，以避免机体温度变化膨胀时对弹性臂的夹持产生影响，任何时候都能让弹性臂431产生的弹力直接作用在轴承外圈31上。
作为本发明的优选实施方式，夹板43通过上述紧固件41的端面412压紧固定于机体平台21上，即径向定位机构及轴向定位机构都是通过同一个紧固件41并同时固定于机体平台21上，避免使用多个紧固件及加工多个安装孔，不仅减少零部件及加工步骤，结构设计也更为紧凑。
另外，紧固件41优选采用螺纹连接于平台安装孔22内的螺栓，通过螺纹连接，方便加工、连接可靠、锁紧效果好，避免机体在不同温度下紧固件与安装孔产生配合间隙而导致窜动，且直接利用了螺栓头的端面将夹板43压紧固定于机体平台上。
上述，仅以内燃机气缸头凸轮轴系为例说明本发明的结构及工作原理，可以想见，本发明还可应用于内燃机其他部位的轴承间隙消除。
本发明采用了弹性补偿式定位结构同时实现了轴承轴向及径向配合间隙的消除，且由于弹性结构具有跟随性，可以有效的消除轴系及机体部件在不同温度下的间隙差异，结构巧妙简单、易于加工制造，便于大范围推广使用。

Claims (8)

1.一种内燃机的轴承定位结构，包括轴系(1)、机体(2)及安装于机体轴承座内的轴承(3)，其特征在于：所述轴承(3)上方的机体平台(21)上安装有补偿式轴承定位机构(4)，所述定位机构(4)包括径向定位机构和轴向定位机构，其中，所述径向定位机构包括固定连接于机体平台安装孔(22)内的紧固件(41)，所述安装孔(22)直通轴承(3)的外圈(31)，所述紧固件(41)下方设置有弹簧(42)，弹簧(42)的推力径向加载在所述轴承外圈(31)上，所述轴向定位机构包括固定于机体(2)上的夹板(43),所述夹板(43)两侧延伸下来的弹性臂(431)夹紧在所述轴承外圈(31)两端。
2.根据权利要求1所述的轴承定位结构，其特征在于：所述弹簧(42)下方设置有顶块(44)抵紧所述轴承外圈(31)。
3.根据权利要求2所述的轴承定位结构，其特征在于：所述顶块(44)为钢球。
4.根据权利要求1所述的轴承定位结构，其特征在于：所述夹板(43)为一体成型的U型夹板。
5.根据权利要求1或4所述的轴承定位结构，其特征在于：所述夹板(43)通过所述紧固件(41)的端面(412)压紧固定于机体平台(21)上，即所述径向定位机构及轴向定位机构均通过所述紧固件(41)固定于机体平台(21)上。
6.根据权利要求5所述的轴承定位结构，其特征在于：所述紧固件(41)为螺纹连接于平台安装孔(22)内的螺栓。
7.根据权利要求1或4所述的轴承定位结构，其特征在于：所述紧固件(41)的颈部设置有与所述夹板(43)的安装孔(432)精度相配合的台阶轴(411)。
8.根据权利要求1或4所述的轴承定位结构，其特征在于：所述夹板(43)的弹性臂(431)与所述机体平台(21)的两侧壁(211)之间预留有间隙。
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