CN107497613A - 一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，包括以下步骤：第一步、制作卧螺机的机座；第二步、制作轴承座；第三步、制作工装；第四步、在工装的两端分别安装一轴承座，并使轴承座的轴承腔与工装的轴承套过盈配合；第五步、将带轴承座的工装整体吊装于机座，调整工装位置，使轴承座底端面与机座的轴承座安装面相配合，使轴承座固定安装于机座；第六步、拆除工装，将轴承座上端部分螺栓拆除，平衡起吊出工装。本发明的优点是简单实用，采用普通标准机床即可满足磁悬浮卧螺机轴承座内孔同轴度的精度要求，无需特殊非标准高精度加工设备，采用常规标准机床就可满足图纸要求，有效保证两端轴承座孔同轴度在0.03mm以内。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，属于工程机械技术领域。
背景技术
磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。卧螺机是高速旋转的离心机器，它主要由转鼓、螺旋推料器、差速器、机座、进料装置等部件组成。随着卧螺机的快速发展，对卧螺机各方面要求也越来越高，升级换代的步伐加快。目前传统卧螺机都是采用滚动轴承支承转鼓组件在电机的驱动下高速旋转，由于滚动轴承对承载的质量和转速是有限的，限制了卧螺机的旋转速度，在此背景下将磁悬浮技术与卧螺机结合开发出一种新型的磁悬浮卧螺机。
磁悬浮卧螺机是通过一对磁悬浮轴承来承担卧螺机转子组件的悬浮任务，磁悬浮轴承是由定子和转子组成，定子和转子之间的气隙要求比较高，要保证两端磁轴承相应的气隙，就对其两端轴承座孔尺寸精度和同轴度精度要求要高，但是由于结构限制，常规标准机床无法满足整体机座上两端轴承座内孔尺寸和同轴度精度要求，需要特殊非标设备。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，该方法能够有效保证磁悬浮卧螺机轴承座内孔同轴度要求，满足磁悬浮卧螺机安装、运行需求。
为了达到以上目的，本发明提供一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，包括以下步骤：
第一步、制作卧螺机的机座，所述机座包括两根平行设置的横梁，在两根横梁之间连接有两根平行设置的纵梁，在所述横梁与纵梁的连接处设有支撑腿；
第二步、制作轴承座，所述轴承座包括上轴承座和下轴承座，所述上、下轴承座相互配合形成能够容纳轴承套的轴承腔；
第三步、制作工装，所述工装包括主轴和安装在主轴两端的轴承套，在外圆磨床上一次装夹完成主轴两端轴承套精加工；
第四步、在工装的两端分别安装一轴承座，并使轴承座的轴承腔与工装的轴承套过盈配合；
第五步、将带轴承座的工装整体吊装于机座安装面，并调整工装的位置，使轴承座的底端面与机座的轴承座安装面相配合，然后在轴承座的底部钻、攻螺孔，并在螺孔中上螺栓预紧，最后配上定位销固定，使轴承座固定安装于机座；
第六步、拆除工装，将轴承座上端部分螺栓拆除，平衡起吊出工装。
新型磁悬浮卧螺机是通过两端轴承座支撑磁轴承并悬浮运转的，对其两端轴承座孔尺寸精度和同轴度精度要求较高。为了保证轴承座内孔尺寸要求和同轴度要求， 本发明的方法是先对机座、轴承座、工装等工件进行单独设计，然后在标准常规机床上完成上述工件内孔、外圆和基面的加工，保证工件的尺寸精度和形位公差要求后，通过工装将轴承座安装在机座的A、B两个轴承座安装基面上，有效保证轴承座内孔的同轴度。
进一步的，第一步中，对机座各定位基面进行精加工，以确保机座上的轴承座安装面平面度在0.01mm以内，且表面粗糙度小于1.6μm。
进一步的，第二步中，通过数控立式磨床对轴承座的轴承腔及其底端面进行精加工，以保证轴承腔的孔径尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承腔、底端面的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内。
进一步的，所述上、下轴承座的左右两侧边均具有水平向外延伸的凸沿，所述凸沿上制有若干个螺栓孔，与所述螺栓孔配合设有螺栓，所述上、下轴承座通过螺栓相连接。
进一步的，第三步中，所述工装为刚性构件，对工装的轴承套进行精加工，以保证其尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承套的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内；保证设置在主轴两端的轴承套同轴度在0.01mm以内；两个轴承套之间的距离为3000mm，以保证两轴承座之间的距离。
进一步的，第四步中，轴承套的外径与轴承腔之间的过盈量为0.02～0.03mm。
进一步的，在第三步与第四步之间还具有以下步骤：
㈠检验主轴两端轴承套的同轴度，具体检验方法如下:在三坐标测量仪上检测轴承座的内孔尺寸和形位公差，工装两端轴承套的尺寸和形位公差以及机座A、B面的平面度，以确保上述工件的尺寸精度和形位公差是符合要求的。
进一步的，在第四步与第五步之间还具有以下步骤：
㈡通过有限元分析保证工装上安装轴承座后是刚性构件，在重力的作用下不变形。有限元分是一种分析计算软件，将设计好的三维图形导入分析软件，输入工装材质相应的机械参数，轴承座重量等参数，软件会自行计算出工装在工况状态下是否存在变形。
本发明的优点是简单、易行、实用，采用普通标准机床即可满足磁悬浮卧螺机轴承座内孔同轴度的精度要求，不需要特殊非标准高精度加工设备，采用常规标准机床就可以满足图纸要求，有效保证两端轴承座孔同轴度在0.03mm以内。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中磁悬浮卧螺机两端轴承座安装示意图。
图2为本发明中机座的结构示意图。
图3为本发明中轴承座的结构示意图。
图4为本发明中工装的结构示意图。
图5为本发明中轴承座与工装装配示意图。
图6为本发明中轴承座与机座装配示意图。
图7为本发明中工装拆卸后的轴承座与机座装配示意图。
图8为图7的侧视图。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供了一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，该方法涉及的装置包括机座1、轴承座2和工装3，其中机座1包括两根平行设置的横梁11，在两根横梁11之间连接有两根平行设置的纵梁12，在横梁11与纵梁12的连接处设有支撑腿13（见图2）；轴承座2包括上轴承座21和下轴承座22，上轴承座21、下轴承座22相互配合形成能够容纳轴承套32的内孔—轴承腔23，上轴承座21、下轴承座22的左右两侧边均具有水平向外延伸的凸沿24，凸沿24上制有2～3个螺栓孔25，与螺栓孔25配合设有螺栓，使得上轴承座21、下轴承座22通过螺栓相连接（见图3）；工装3包括主轴31和安装在主轴31两端的轴承套32（见图4）。磁悬浮卧螺机两端的轴承座2内孔直径尺寸为φ450±0.015mm，表面粗糙度1.6μm，轴向尺寸为350mm，同轴度要求在0.03mm以内，两端轴承座跨距3000mm（见图8）。
本实施例的磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，包括以下步骤：
第一步、制作磁悬浮卧螺机的机座1，机座1包括两根平行设置的横梁11，在两根横梁11之间连接有两根平行设置的纵梁12，在横梁11与纵梁12的连接处设有支撑腿13；另外，需对对机座1各定位基面（如图2所示A、B面）进行精加工，以确保机座1上的轴承座安装面（即图2中的A、B面）平面度在0.01mm以内，且表面粗糙度小于1.6μm。
第二步、制作轴承座2，轴承座2包括上轴承座21和下轴承座22，上轴承座21、下轴承座22相互配合形成能够容纳轴承套的轴承腔23；通过数控立式磨床对轴承座2的轴承腔23及其底端面进行精加工，以保证轴承腔23的孔径尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承腔23、轴承座底端面的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内。
第三步、制作工装，工装3包括主轴31和安装在主轴31两端的轴承套32，在外圆磨床上一次装夹完成主轴31两端轴承套32精加工；工装3为刚性构件，对工装3的轴承套32进行精加工，以保证其尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承套32的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内；保证设置在主轴31两端的轴承套32同轴度在0.01mm以内；两个轴承套32之间的距离为3000mm，以保证两轴承座32之间的距离。
第四步、如图5所示，在工装3的两端分别安装一轴承座2，并使轴承座2的轴承腔23与工装3的轴承套32过盈配合；轴承套32的外径与轴承腔23之间的过盈量为0.02～0.03mm。工装3的轴承套32与轴承座2安装，两轴承座2的距离需根据图纸要求在安装时控制到位。
第五步、如图6所示，将带轴承座2的工装3整体吊装于机座1的轴承座安装面（如图2所示的A、B面），并调整工装3的位置，使轴承座2的底端面与机座1的轴承座安装面相配合，然后在轴承座2的底部钻、攻螺孔，并在螺孔中上螺栓预紧，最后配上定位销固定，使轴承座2固定安装于机座1。在带轴承座2的工装3整体安装于机座1相应的安装基面后检验两轴承座2的同轴度，检验法与主轴31两端轴承套32同轴度的检验方法相同。
第六步、如图7和图8所示，拆除工装3，将轴承座2上端部分（即上轴承座21）螺栓拆除，平衡起吊出工装3，最后通过移动激光检测仪检测磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔是否满足同轴度要求，并装机试验成功运行，将磁悬浮卧螺机4的磁轴承5装入轴承座2的内孔中（见图1）。
另外，在第三步与第四步之间还具有以下步骤：㈠检验主轴31两端轴承套32的同轴度，具体检验方法如下:在三坐标测量仪上检测轴承座2的内孔尺寸和形位公差，工装3两端轴承套32的尺寸和形位公差以及机座1上A、B面的平面度，以确保上述工件的尺寸精度和形位公差是符合要求的。在第四步与第五步之间还具有以下步骤：㈡通过有限元分析保证工装3上安装轴承座2后是刚性构件，在重力的作用下不变形。有限元分是一种分析计算软件，将设计好的三维图形导入分析软件，输入工装3材质相应的机械参数，轴承座2重量等参数，软件会自行计算出工装3在工况状态下是否存在变形。
轴承座2和工装3两端轴承套32均是在磨床上加工完成，磨床加工精度控制在0.004mm左右，较为容易保证轴承座2和工装3两端轴承套的尺寸精度要求，进而保证轴承座2内孔同轴度。同时为保证轴承座2内孔同轴度，主轴31两端的尺寸精度控制在0.01mm以内。
采用本实施例的方法，将轴承座2与机座1分体制造，分别采用常规标准设备对轴承座2和机座1进行精加工，以保证轴承座2内孔尺寸以及两轴承座2的内孔中心高度要求，同时保证机座1两端轴承座2安装面平面度要求，通过设计安装工装3，将轴承座2分别安装在工装3两端，使轴承座2和工装3成为一体后，整体吊装在机座1上，将轴承座2安装固定到位后拆除工装3，以此来保证轴承座2内孔尺寸、表面粗糙度以及同轴度要求。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、制作卧螺机的机座，所述机座包括两根平行设置的横梁，在两根横梁之间连接有两根平行设置的纵梁，在所述横梁与纵梁的连接处设有支撑腿；
第二步、制作轴承座，所述轴承座包括上轴承座和下轴承座，所述上、下轴承座相互配合形成能够容纳轴承套的轴承腔；
第三步、制作工装，所述工装包括主轴和安装在主轴两端的轴承套，在外圆磨床上一次装夹完成主轴两端轴承套精加工；
第四步、在工装的两端分别安装一轴承座，并使轴承座的轴承腔与工装的轴承套过盈配合；
第五步、将带轴承座的工装整体吊装于机座安装面，并调整工装的位置，使轴承座的底端面与机座的轴承座安装面相配合，然后在轴承座的底部钻、攻螺孔，并在螺孔中上螺栓预紧，最后配上定位销固定，使轴承座固定安装于机座；
第六步、拆除工装，将轴承座上端部分螺栓拆除，平衡起吊出工装。
2.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于：第一步中，对机座各定位基面进行精加工，以确保机座上的轴承座安装面平面度在0.01mm以内，且表面粗糙度小于1.6μm。
3.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于：第二步中，通过数控立式磨床对轴承座的轴承腔及其底端面进行精加工，以保证轴承腔的孔径尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承腔、底端面的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内。
4.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于：所述上、下轴承座的左右两侧边均具有水平向外延伸的凸沿，所述凸沿上制有若干个螺栓孔，与所述螺栓孔配合设有螺栓，所述上、下轴承座通过螺栓相连接。
5.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于：第三步中，所述工装为刚性构件，对工装的轴承套进行精加工，以保证其尺寸精度、表面粗糙度，并控制轴承套的尺寸误差在0.01mm以内，平行度在0.01mm以内；保证设置在主轴两端的轴承套同轴度在0.01mm以内；两个轴承套之间的距离为3000mm，以保证两轴承座之间的距离。
6.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于：第四步中，轴承套的外径与轴承腔之间的过盈量为0.02～0.03mm。
7.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于，在第三步与第四步之间还具有以下步骤：
㈠检验主轴两端轴承套的同轴度。
8.根据权利要求1所述一种磁悬浮卧螺机两端轴承座内孔同轴度保证方法，其特征在于，在第四步与第五步之间还具有以下步骤：
㈡通过有限元分析保证工装上安装轴承座后是刚性构件，在重力的作用下不变形。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171222 |