CN106272241A - 轴承拉拔器 - Google Patents

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Abstract

一种用于将环状构件从其装配轴上拆卸下来的拉拔器装置，包含支撑平台、保持机构和驱动机构。所述支撑平台用于承受所述拉拔器装置在操作过程所产生的内部应力。所述保持机构在支撑平台上获得支撑，用于在拆卸过程中防止环状构件沿轴向移位。所述保持机构在其纵向末端设有一对拉拔块，能够在合拢以后围绕装配轴形成与环状构件的径向尺寸相对应的一对唇口，用于在拆卸过程中扳扣住环状构件的一侧端面，防止后者在拆卸过程中随装配轴在轴向上移位。所述驱动机构在支撑平台上获得而支撑，用于在拆卸过程中向装配轴施加脱离作用力，迫使后者沿轴向脱离环状构件。所述一对拉拔块彼此以唇口相对，并列跨设在一对平行设置的滑杆上。其中至少一块拉拔块能够沿着所述一对滑杆进行移位，借此调整与另外一块拉拔块之间的间隔距离，并且能够通定位构件将自己以可锁定的方式定位在该一对滑杆上。

Description

轴承拉拔器
技术领域
本发明涉及一种能够将轴承等环状构件从其装配轴上拆卸下来的轴承拉拔器装置(bearing puller apparatus)。
背景技术
轴承拉拔器能够将轴承等环状构件从起装配轴(mounting shaft)上拆卸下来，因而在轴承领域得到广泛的应用。在图1所示的立体透视图中，拉拔器1在整体上包含：足以耐受拉拔时产生的系统内力的支撑平台(support platform)10；设置在支撑平台10上的能够为装配轴60提供用以摆脱轴承50的紧固作用所需的驱动力的驱动机构(actuator means)20；以及在拉拔时用于确保轴承50相对于支撑平台10保持轴向定位的保持机构(holder means)30。
现有的轴承拉拔器依用途形成有多种形态结构。图1中所示的拉拔器是一种主要用于拆除机床主轴上的轴承的拉拔器，其用于扳扣住轴承50的保持机构30在总体上依次包含：自支撑平台10横向伸出的一对侧臂11和12、一对沿纵向(即轴向/长度方向)延伸的抓臂31和32、以及设置在抓臂31和32纵向末端的一对拉拔块(a pair of extractor halves)33和34。其中，抓臂31和32以铰接的方式与侧臂11和12相连，并能够沿着开设在侧臂11和12中的滑槽13和14进行横向移位调整。
如图2显示的是在下方视角观察下的图1中所示的拉拔器。从图2中可以看出，并列跨设在一对平行设置的螺纹杆35和36上的拉拔块33和34，在彼此相向的一侧形成有一对唇口(a pair of lips)37和38，该一对唇口环绕装配轴60对称分布，形状与轴承的端面大体匹配一致。例如，一对唇口37和38可以形成为近似圆形或者椭圆形。操作人员通过调整拉拔块33和34之间的唇口间距，就能够适应不同的装配轴和轴承内径。定位螺母39和40用于从一侧限定拉拔块33和34之间的唇口间距，从而限定出一对唇口37和38之间的最大开口尺寸。
以下结合图1和2描述采用该拉拔器拆卸轴承的全过程。首先，操作人员向外旋拧螺母39和40，扩大一对唇口37和38之间的开口尺寸，使一对拉拔块33和34沿纵向自上而下越过轴承50的径向外表面，再从轴承50的下方(如图中箭头方向所示)抵靠其下端面；接下来，反向旋拧螺母39和40，缩小一对唇口37和38之间的开口口径，直至仅略大于装配轴60的外径，并且与轴承50的内圈尺寸相适应；然后，再操作驱动机构20，使其推动构件21抵靠在装配轴60的上端面上；最后，持续施加驱动力(disengagement force)，直至推动构件21迫使装配轴60从轴承50中脱出。在常见的轴承拉拔器中，驱动机构20可以是液压驱动机构(原理类似于液压千斤顶)，也可以是机械驱动机构(原理类似于螺旋千斤顶)，电动或者手动均可。
采用上述拉拔器进行轴承拆卸时，有一个麻烦的问题，就是必须先行扩大一对唇口之间的开口尺寸，允许其沿纵向跨越轴承的径向外表面，然后再缩小一对唇口之间的开口尺寸，使一对唇口在合拢以后扳扣在轴承内圈的下端面上。显然，这一过程采用螺母调节相当耗时、不便。更糟糕的是，采用螺母定位时，螺母定位只能从一侧限制拉拔块的移动。假如拉拔块并未真正贴紧螺母，则在拉拔过程中实际处于不稳定的活动状态，容易沿着螺纹杆向任一方向滑动，要么向内划伤装配轴的表面，要么向外扳扣在轴承的滚动体、保持架甚至外圈上，从而导致事故的出现。
因此，业界迫切期待一种便捷可靠的拉拔器，既能够快速找位(即快速确定唇口之间的开口尺寸)，又能够在找位以后可靠定位(即锁定拉拔块)，防止其在后续拉拔过程中意外松脱、移位。。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于将环状构件从其装配轴上拆卸下来的拉拔器装置，包含支撑平台、保持机构和驱动机构。所述支撑平台强度足以承受装置在操作过程所产生的内部应力。所述保持机构在支撑平台上获得支撑，用于在拆卸过程中防止环状构件沿轴向移位。所述保持机构在其纵向末端设有一对拉拔块，用于在合拢以后围绕装配轴形成与环状构件的径向尺寸相对应的一对唇口，能够在拆卸过程中扳扣住环状构件的一侧端面，防止后者在拆卸过程中随装配轴在轴向上移位。所述驱动机构在支撑平台上获得而支撑，用于在拆卸过程中向装配轴施加脱离作用力，迫使后者沿轴向脱离环状构件。所述一对拉拔块彼此以唇口相对，并列跨设在一对平行设置的滑杆上，其中至少一块拉拔块能够沿着所述一对滑杆滑动调整与另外一块拉拔块之间的间隔距离，并且能够通定位构件将自己以可锁定的方式定位在该一对滑杆上。
上述拉拔器能够同时实现一对拉拔块的快速找位和可靠定位，因而极大地方便了轴承的拆卸操作，具有明显的技术优势和广阔的应用前景。
以下结合附图详细描述本发明的各种实施方式和有益效果。
附图说明
图1为采用螺母定位方式的传统轴承拉拔器的立体透视图；
图2为在下方视角观察下的图1中所示拉拔器的立体透视图；
图3为本发明所提供的轴承拉拔器的立体透视图；
图4为图3中一对拉拔块所在区域的局部放大透视图；以及
图5为作为定位构件使用的弹簧定位销的侧视截面示意图。
具体实施方式
本发明提供的拉拔器与传统拉拔器在总体架构上大体一致，区别仅在于所述一对拉拔块以“滑杆+定位构件”的定位模式来取代背景技术中所描述的“螺纹杆+定位螺母”的定位模式。
具体而言，如图3和4所示，位于抓臂31和32纵向末端的拉拔块33和34并列跨设在一对平行设置的滑杆41和42上，以类似于火车车厢的串接方式设置在由一对滑杆41和42构成的导轨上。通过调节位于滑杆41和42上的拉拔块33和34之间的相对距离，可以顺利调节一对拉拔块相向唇口37和38之间的开口尺寸。
在图3和4所示的具体实施方式中，拉拔块33固定设置在滑杆41和42的一端尽头，拉拔块34则被允许在滑杆41和42上自由滑动，以此实现一对唇口37和38之间的尺寸调节，从而适应不同装配轴和轴承尺寸。在图中所示的具体实施方式中，拉拔块34通过螺钉43和44实现在滑杆41和42上的旋紧定位。具体而言，螺钉43和44适配在开设于拉拔块34侧壁上的螺纹通孔中，能够以旋拧的方式调节进入拉拔块34侧壁内的深度。当旋紧螺钉43和44同时触及滑杆41和42的表面时，拔块34即被锁定在滑杆41和42上。
与螺纹杆35和36相比，滑杆41和41表面光洁顺畅，易于拉拔块33和34在上面滑行找位。相对而言，操作人员能够自由便捷地调整一对唇口之间的开口尺寸。待调整到合适的开口口径以后，如前所述，操作人员只要将螺钉43和44旋紧在滑杆41和42上，拉拔块33和34即实现定位。与螺母定位的情形相比，螺钉锁紧定位限制拉拔块在滑杆上沿任意方向移动，能够有效避免因拉拔块松脱而可能造成的意外。此外，相对于螺母定位模式，螺钉定位能够消除拉拔块与滑杆(导轨)之间的自由间隙，使一对拉拔块在工作过程中处于稳固、可靠的扳扣、施压状态。
作为一种优选实施方式，如图4所示，滑杆41和42上可以进一步设置与螺钉43和44的顶部形态相匹配的滑槽45和46。螺钉与滑槽之间的适配显然有利于拉拔块在滑杆上的快速移位和调整。而且，由于滑槽的存在，螺钉旋入拉拔块侧壁的深度会增加，相对不容易脱落遗失，从而避免给正常的生产作业的使用带来任何不便。
从以上描述中可以看出，任何形式的定位构件(positioning elements)(不仅仅限于上述定位螺钉)，只要能够将拉拔块可靠锁定在滑杆上，并且能够按需解除锁定状态，都可以被用来使拉拔块在滑杆上定位。例如，如图5所示，所述定位构件在典型情况下可以是一种弹簧定位销(springplunger，俗称“滚珠弹簧”)43/44。这种定位销构件主要由一端开口的缸筒70、内嵌在缸筒中的弹簧80、以及设置在缸筒开口处内侧的球顶活塞(spherical head piston)90构成。所述球顶活塞90在典型情况下可以直接为一个钢球，依靠弹簧80的弹性作用抵靠在缸筒70的开口边缘内侧。缸筒70在其开口边缘相对狭小，限制球顶活塞90使其无法脱离缸筒70。为可靠固定在拉拔块上，缸筒70的柱状表面可以进一步开设有螺纹71，允许自身以螺旋适配的方式穿过拉拔块33和34的侧壁，从而使球顶活塞90弹性接触滑杆的表面(图中未示出)。
对应于轴承系列的标准内圈尺寸，滑杆41和42的表面上可以间隔设置多处陷入的凹槽(dents，图中未示出)，允许定位销43和44在滑动过程中，其球顶活塞90能够嵌入这些凹槽中。换言之，当球顶活塞在滑动过程中依次陷入这些凹槽中时，唇口之间的开口尺寸正好对应这一系列轴承的标准内圈尺寸，以此实现对应于系列轴承的快速找位和便捷定位(陷入即锁定)。
作为进一步的优选实施方式，滑杆41和42上还可以设置有适于视觉观测的尺寸标识，例如刻度尺，用以标示唇口37和38之间的开口尺寸。凭借该尺寸标识，操作人员可以直接判断唇口之间的开口尺寸是否对应待拆卸的轴承的内圈尺寸。这一点对大型轴承的拆卸尤其有益。以机床主轴系统为例，其重量往往相当大，非人力所能搬运。当主轴轴承需要更换或维修时，整个轴系统需被先行拆卸下来，然后吊装树立在地面或者工作台上。在调节唇口之间开口尺寸时，操作人员一般需要将头部探入拉拔块33和34的下方(上、下方向如图中箭头所示)，凭借肉眼以图2所示的角度从下向上观测唇口37和38的开口口径是否合适。这时，如图2所示，由于轴承在主轴上的位置贴近地面或者工作台，操作人员往往难以将头部伸入拉拔块的下方进行观测，以致操作人员不得不凭借手感和经验来判断唇口之间的开口口径是否充分大于装配轴的外径(即轴承内圈的内径尺寸)，但又不能超出轴承内圈的外径尺寸。这是因为如果唇口之间的开口口径过分接近机床主轴的外径，则容易造成至少一侧唇口划伤主轴表面的情形。对于精密机床而言，这是绝对不允许的。反之，如果唇口之间开口尺寸过大，超出了轴承内圈的外径，则势必导致至少有一侧唇口实际扳扣在轴承的滚动体、保持架、甚至外圈上。这不仅会造成拉拔操作的失败，还会导致轴承的损坏。
因此，采用刻度标识来显示唇口之间的开口尺寸具有重要的现实意义。操作人员可以仅凭轴承型号信息直接查找或者判断轴承的内圈尺寸，然后根据尺寸标识直接将唇口之间的开口口径调整至对应于轴承内圈的适宜尺寸，如此可以完全避免先前仅凭手感和经验来判断唇口开口尺寸的繁复操作。
以下以精密轴承7014ACD/P4A为例，详细说明以操作人凭借尺寸标识来调节唇口之间开口尺寸的便捷优势。首先，根据该款轴承的型号，操作人员可以方便地在轴承型录或样本上查找到(或者计算出)该轴承的内圈内径为14×5＝70mm。根据该尺寸信息，拆卸人员凭借滑杆上的尺寸标示，可以直接将唇口的开口尺寸设定为略大于70mm，例如75mm。该75毫米尺寸既保证唇口之间的开口尺寸充分大于机床主轴的外径70mm，因而不致划伤主轴的表面，也不会因为唇口之间开口尺寸过大，导致唇口实际扳扣在轴承的滚动体、保持架、甚至外圈上。尤其待拆卸工作量较大或者轴承型号不一时，这种通过尺寸标识直接确定唇口间距的方式能够极大地提高工作效率，并且最大程度地避免拆卸事故的发生。
容易理解，本发明所述拉拔器不仅适于拆卸机床的主轴轴承，也适于拆卸各种轴系统中常规类型的滚动轴承。只要这些常规类型的滚动轴承在径向上依次包含内圈、外圈、以及设置内圈和外圈之间的多个滚动体，都可以采用本发明所述的拉拔器进行拆卸。这样的轴承包含但不限于圆锥滚子轴承(tapered roller bearing)、角接触球轴承(angular contact bearing)、深沟球轴承等(deep groove ball bearing)、自调心球轴承(self-aligning ballbearing)、球面滚子轴承(spherical ball bearing)、CARB圆环滚子轴承(toroidal roller bearing)等。
本领域的技术人员应当理解，任何关于上述拉拔器的变更和改进，只要符合随附权利要求书的限定，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于将环状构件(50)从其装配轴(60)上拆卸下来的拉拔器装置(1)，包含：
支撑平台(10)，所述支撑平台用于承受所述拉拔器装置(1)在操作过程所产生的内部应力；
保持机构(30)，所述保持机构在支撑平台上获得支撑，用于在拆卸过程中防止环状构件(50)沿轴向移位，所述保持机构(30)在其纵向末端设有一对拉拔块(33，34)，能够在合拢以后围绕装配轴(60)形成与环状构件(50)的径向尺寸相对应的一对唇口(37，38)，用于在拆卸过程中扳扣住环状构件(50)的一侧端面，防止后者在拆卸过程中随装配轴(50)在轴向上移位；
驱动机构(20)，所述驱动机构(20)在支撑平台上获得而支撑，用于在拆卸过程中向装配轴(60)施加脱离作用力，迫使后者沿轴向脱离环状构件(50)；
其特征在于：所述一对拉拔块(33，34)彼此以唇口(37，38)相对，并列跨设在一对平行设置的滑杆(41，42)上，其中至少一块拉拔块(33，34)能够沿着所述一对滑杆(41，42)进行移位，借此调整与另外一块拉拔块(33，34)之间的间隔距离，并且能够通定位构件(43，44)将自己以可锁定的方式定位在该一对滑杆(41，42)上。
2.如权利要求1中所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述定位构件(43，44)为定位螺钉，以螺旋适配的方式穿过所述至少一块拉拔块(34)侧壁上的开孔，旋拧进入开孔以后能够触及一对滑杆(41，42)的表面。
3.如权利要求2中所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述一对滑杆(41，42)上形成有与定位螺钉(43，44)的头部形态相匹配的滑槽(45，46)。
4.如权利要求1中所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述定位构件(43，44)为设置在所述至少一块拉拔块(34)侧壁内的弹簧定位销，其弹性顶部(90)能够与一对滑杆(41，42)上间隔分布的凹槽弹性适配。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述一对滑杆(41，42)上设有用于标示唇口(37，38)之间开口尺寸的尺寸标识。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述一块拉拔块(34)能够在一对滑杆(41，42)上自由移动和定位，所述另外一块拉拔块(33)相对于一对滑杆(41，42)固定设置。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述驱动机构(20)为具有推动构件(21)的液压推进式驱动机构或者螺旋推进式驱动机构。
8.如权利要求1至4中任意一项所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述保持机构(30)包含多条抓臂(31，32)，藉此将一对拉拔块(33，34)与支撑平台(10)连接起来。
9.如权利要求8中所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述多条抓臂(31，32)与支撑平台(10)横向伸出的侧臂(11，12)相铰接，侧臂(11，12)内设有滑槽(13，14)，允许抓臂(11，12)在滑槽(13，14)内进行横向移位调整。
10.如权利要求1至4中任意一项所述的拉拔器装置(1)，其特征在于：所述环状构件(50)为在径向上依次包含内圈、外圈和设置在内圈和外圈之间多个滚动体的常规类型的滚动轴承。
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