CN108581364A - 一种轴承过盈安装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种轴承过盈安装设备，包括：底板、推进箱、推进块、降温块、干冰箱；推进块置于推进箱内部，推进箱置于底板上方，推进箱的底部通过第一液压杆与底板相连；降温块置于底板上方，降温块底部通过第二液压杆与底板相连；干冰箱置于底板顶部，干冰箱通过软管与降温块相连；推进块包括壳体、丝杠螺母机构、钳夹机构、引导杆，壳体的左侧壁上设有四个与电机槽位置对应的丝杠孔，在壳体的右侧引导孔和夹片槽；丝杠螺母机构置于丝杠孔中，钳夹机构置于夹片槽中。本发明创造所述的一种轴承过盈安装设备，能实现轴承安装的高精度、简易化操作，更适合航空发动机的轴承安装工作。
Description
技术领域
本发明创造属于轴承安装设备技术领域，尤其是涉及一种轴承过盈安装设备。
背景技术
轴承是现代机械设备中的一个非常重要的组成部件，其主要功能是支撑机械体的旋转，降低旋转的摩擦系数和保证回转的精度。轴承的运用非常广泛，小到家用自行车，大到航空发动机，都可以看到轴承的身影。
通常情况下，轴承的工作情况多为轴旋转，所以轴承的内壁与转动轴之间通常为过盈配合。为满足过盈配合的要求，现阶段通常会在轴承安装时对轴承施加轴向压力，同时辅以轴承的加热膨胀，进而达到轴承紧箍在转动轴上的目的。但是在加工精度要求较高的设备，如航空发动机上，现有的轴承安装方式振动过大，精度较低，同时对轴承的热膨胀操作也会提升工人的危险系数。所以现有的设备并不能满足如今的操作需求，因此需要研发一种高精度，易操作轴承过盈安装设备。
发明创造内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种轴承过盈安装设备，以实现轴承过盈安装的高精度、简易化操作。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种轴承过盈安装设备，包括：底板、推进箱、推进块、降温块、干冰箱；所述推进块置于推进箱内部，推进箱置于底板上方，推进箱的底部通过第一液压杆与底板相连；所述降温块置于底板上方，降温块底部通过第二液压杆与底板相连；所述干冰箱置于底板顶部，干冰箱通过软管与降温块相连通；所述推进箱的左侧设有电机固定圈，所述电机固定圈通过三角形肋板与推进箱相连，在电机固定圈上均匀布置有四个电机槽，在推进箱左侧壁上电机槽的对应位置处设有四个圆孔；所述推进块包括壳体、丝杠螺母机构、钳夹机构、引导杆和弹簧，所述壳体的左侧壁上设有四个与所述电机槽位置对应的丝杠孔，在壳体的右侧壁中心处设有引导孔，以引导孔为中心呈放射状均布有四个夹片槽；所述丝杠螺母机构包括丝杠电机、丝杠、滚珠螺母和丝杠挡板,所述丝杠挡板置于丝杠孔底部，丝杠挡板与丝杠的一端转动连接，丝杠的另一端连接所述丝杠电机，丝杠电机置于电机固定圈的电机槽中，在丝杠上设有滚珠螺母，滚珠螺母的外壁与丝杠孔的内壁相固接；所述钳夹机构共有四个，分别置于夹片槽中，钳夹机构将待装配的轴承固定在推进块的右侧端面上；所述引导杆包括底座、弹性保护片和感应加热模块，所述底座置于引导孔内部，底座的底部通过弹簧与引导孔底部相连，感应加热模块置于底座内部的空腔中，在底座的顶端设有硬硅胶制成的弹性保护片；所述降温块为顶端带有方形缺口的圆柱形，在方形缺口的内壁上设有用于喷射气态干冰的喷头。
进一步的，所述降温块底部与第二液压杆的顶部通过螺纹相连，降温块能根据待加工的转动轴直径进行替换。
进一步的，所述底板顶面设有轨道槽，第二液压杆的底部置于轨道槽中，第二液压杆底部的右侧与轨道槽的右侧内壁通过伸缩杆相连；第二液压杆能通过伸缩杆实现沿轨道槽的水平运动，使降温块能够对更大范围的转动轴进行降温冷却。
进一步的，所述钳夹机构包括螺头、螺杆、钳夹片和螺杆挡板，所述螺杆挡板置于夹片槽底部，螺杆的一端与螺杆挡板转动相连，螺杆的另一端穿过钳夹片上的螺纹孔与螺头相连，在推进箱的右侧端面上与螺杆的对应位置处设有容纳螺杆的切槽。
进一步的，所述钳夹片内壁设有耐热硅胶层，在耐热硅胶层上还设有防滑条纹；耐热硅胶层和防滑条纹能强化钳夹片对轴承的钳夹效果，同时耐热硅胶层能降低轴承安装时产生的径向振动。
进一步的，所述推进块的右侧壁上设有阴刻的刻度圈，所述刻度圈与引导杆同心设置，刻度圈能方便轴承的钳夹，针对不同规格的轴承将钳夹片调整至不同的刻度圈上，能显著提升工作效率，同时提升轴承与引导杆的同轴度。
进一步的，所述圆孔内部设有密封圈，密封圈的右侧端面与推进箱内壁平齐，密封圈的左侧端面突出推进箱外壁3mm；在圆孔中设置密封圈能防止灰尘进入推进箱，保证丝杠螺母机构的传动精度。
进一步的，本装置还包括PLC控制系统，PLC控制系统通过数据线分别连接丝杠电机、感应加热模块、干冰箱、伸缩杆、第一液压杆和第二液压杆；PLC控制系统能根据预设的程序，实现本装置的自动化控制。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种轴承过盈安装设备具有以下优势：
本发明创造所述的一种轴承过盈安装设备能实现高精度，简易化的轴承安装工作；本装置通过丝杠螺母机构提供轴承安装时的轴向压力，相较传统液压方式，可控性更高，精确度更易把控；本装置对轴承进行感应加热，对转动轴进行降温冷却，充分利用热胀冷缩原理，降低轴承过盈安装时的难度；本装置在完成工件装夹后无需操作工人直接接触工件，提升了操作工人的安全系数。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造的正三轴测图；
图2为本发明创造的主视图；
图3为本发明创造的剖切示意图；
图4为本发明创造的爆炸示意图；
图5为本发明创造的推进块示意图；
图6为本发明创造的推进块剖切示意图；
图7为本发明创造的丝杠螺母机构示意图；
图8为本发明创造的钳夹机构示意图。
附图标记说明：
1-底板；11-伸缩杆；12-轨道槽；2-第一液压杆；3-推进箱；31-电机固定圈；32-肋板；33-切槽；34-密封圈；4-推进块；41-丝杠螺母机构；411-丝杠电机；412-滚珠螺母；413-丝杠；414-丝杠挡板；42-钳夹机构；421-螺头；422-螺杆；423-钳夹片；424-螺杆挡板；43-壳体；431-刻度圈；432-丝杠孔；433-夹片槽；44-引导杆；441-底座；442-弹性保护片；443-感应加热模块；45-弹簧；5-轴承；6-干冰箱；61-软管；7-第二液压杆；8-降温块；81-喷头。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1、图2、图3和图4所示，一种轴承过盈安装设备，包括：底板1、推进箱3、推进块4、降温块8、干冰箱6。推进块4置于推进箱3内部，推进箱3置于底板1上方，推进箱3的底部通过第一液压杆2与底板1相连；降温块8置于底板1上方，降温块8底部通过第二液压杆7与底板1相连；推进箱3和降温块8能够通过第一液压杆2和第二液压杆7实现垂直高度的调节，同时采用液压作为驱动力能够使得其运动更加平稳。干冰箱6置于底板1顶部，干冰箱6通过软管61与降温块8相连通，降温块8为顶端带有方形缺口的圆柱形，在方形缺口的内壁上设有用于喷射气态干冰的喷头81。通过喷射干冰可以使待加工的转动轴直径变小，有助于轴承5的装配，同时采用干冰作为降温介质，可以保证降温速度快，降温结束后无残留。
底板1顶面设有轨道槽12，第二液压杆7的底部置于轨道槽12中，第二液压杆7底部的右侧与轨道槽12的右侧内壁通过伸缩杆11相连；第二液压杆7能通过伸缩杆11实现沿轨道槽12的水平运动，使降温块8能够对更大范围的转动轴进行降温冷却。此外降温块8底部与第二液压杆7的顶部通过螺纹相连，降温块8能根据待加工的转动轴直径进行替换。
推进箱3的左侧设有电机固定圈31，电机固定圈31通过三角形肋板32与推进箱3相连，在电机固定圈31上均匀布置有四个电机槽，在推进箱3左侧壁上电机槽的对应位置处设有四个圆孔；圆孔内部设有密封圈34，密封圈34的右侧端面与推进箱3内壁平齐，密封圈34的左侧端面突出推进箱3外壁3mm。在圆孔中设置密封圈34能防止灰尘进入推进箱3，保证丝杠螺母机构41的传动精度。
如图5所示，推进块4包括壳体43、丝杠螺母机构41、钳夹机构42、引导杆44和弹簧45，壳体43的左侧壁上设有四个与电机槽位置对应的丝杠孔432，在壳体43的右侧壁中心处设有引导孔，以引导孔为中心呈放射状均布有四个夹片槽433。推进块4的右侧壁上设有阴刻的刻度圈431，刻度圈431与引导杆44同心设置，刻度圈431能方便轴承5的钳夹，针对不同规格的轴承5将钳夹片423调整至不同的刻度圈431上，能显著提升工作效率，同时提升轴承5与引导杆44的同轴度。
引导杆44包括底座441、弹性保护片442和感应加热模块443，底座441置于引导孔内部，底座441的底部通过弹簧45与引导孔底部相连，感应加热模块443置于底座441内部的空腔中，在底座441的顶端设有硬硅胶制成的弹性保护片442。在轴承5装夹完毕后，感应加热模块开始对轴承5进行加热，使得轴承5的内径变大，随后进行轴承5装配时，引导杆44顶住转动轴端面，随着推进块4的前进，引导杆44缩回引导孔内部。
图6和图7结合可以更直接的看出，丝杠螺母机构41包括丝杠电机411、丝杠413、滚珠螺母412和丝杠挡板414,丝杠挡板414置于丝杠孔432底部，丝杠挡板414与丝杠413的一端转动连接，丝杠413的另一端连接丝杠电机411，丝杠电机411置于电机固定圈31的电机槽中，在丝杠413上设有滚珠螺母412，滚珠螺母412的外壁与丝杠孔432的内壁相固接；采用丝杠螺母机构41提供轴承5安装的轴向压力更加精确可靠，可以对轴承5的装配位置、安装压力进行更精细的调整。
图6和图8结合可以更直接的看出，钳夹机构42共有四个，分别置于夹片槽433中，钳夹机构42将待装配的轴承5固定在推进块4的右侧端面上；钳夹机构42包括螺头421、螺杆422、钳夹片423和螺杆挡板424，螺杆挡板424置于夹片槽433底部，螺杆422的一端与螺杆挡板424转动相连，螺杆422的另一端穿过钳夹片423上的螺纹孔与螺头421相连，在推进箱3的右侧端面上与螺杆422的对应位置处设有容纳螺杆422的切槽33。钳夹片423内壁上还设有耐热硅胶层，在耐热硅胶层上还设有防滑条纹；耐热硅胶层和防滑条纹能强化钳夹片423对轴承5的钳夹效果，同时耐热硅胶层能降低轴承5安装时产生的径向振动。
此外本装置还包括PLC控制系统，PLC控制系统通过数据线分别连接丝杠电机411、感应加热模块443、干冰箱6、伸缩杆11、第一液压杆2和第二液压杆7；PLC控制系统能根据预设的程序，实现本装置的自动化控制。
本实施例中的PLC控制系统可以选用西门子PLC-S7-200，伸缩杆可以选用CNXCI-XC758，感应加热模块为电磁感应线圈，干冰箱可以是干冰储藏罐和压力泵的结合体，也可以用COLDJET-AeroV干冰喷射机代替。上述设备的组成和连接为大众所熟知，故不在此赘述。
准备工作时，将待装配的轴承5钳夹在推进块3的端面上，通过调节第一液压杆2和第二液压杆7使推进箱2和降温块8处于同一轴线上，且待加工的转动轴对准引导杆44。
随后通过感应加热模块443对轴承5进行加热，与此同时喷头81向转动轴喷射干冰，进行降温。当热胀冷缩过程结束后，丝杠螺母机构41开始工作，推进块4将轴承5压向转动轴，此时通过第二液压杆7和伸缩杆11对降温块8进行移动，避免其阻挡轴承5的装配。
当轴承5到达既定位置后，安装完毕，将钳夹机构松开，移开本装置即可。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轴承过盈安装设备，其特征在于：包括：底板(1)、推进箱(3)、推进块(4)、降温块(8)、干冰箱(6)；所述推进块(4)置于推进箱(3)内部，推进箱(3)置于底板(1)上方，推进箱(3)的底部通过第一液压杆(2)与底板(1)相连；所述降温块(8)置于底板(1)上方，降温块(8)底部通过第二液压杆(7)与底板(1)相连；所述干冰箱(6)置于底板(1)顶部，干冰箱(6)通过软管(61)与降温块(8)相连通；所述推进箱(3)的左侧设有电机固定圈(31)，所述电机固定圈(31)通过三角形肋板(32)与推进箱(3)相连，在电机固定圈(31)上均匀布置有四个电机槽，在推进箱(3)左侧壁上电机槽的对应位置处设有四个圆孔；所述推进块(4)包括壳体(43)、丝杠螺母机构(41)、钳夹机构(42)、引导杆(44)和弹簧(45)，所述壳体(43)的左侧壁上设有四个与所述电机槽位置对应的丝杠孔(432)，在壳体(43)的右侧壁中心处设有引导孔，以引导孔为中心呈放射状均布有四个夹片槽(433)；所述丝杠螺母机构(41)包括丝杠电机(411)、丝杠(413)、滚珠螺母(412)和丝杠挡板(414),所述丝杠挡板(414)置于丝杠孔(432)底部，丝杠挡板(414)与丝杠(413)的一端转动连接，丝杠(413)的另一端连接所述丝杠电机(411)，丝杠电机(411)置于电机固定圈(31)的电机槽中，在丝杠(413)上设有滚珠螺母(412)，滚珠螺母(412)的外壁与丝杠孔(432)的内壁相固接；所述钳夹机构(42)共有四个，分别置于夹片槽(433)中，钳夹机构(42)将待装配的轴承(5)固定在推进块(4)的右侧端面上；所述引导杆(44)包括底座(441)、弹性保护片(442)和感应加热模块(443)，所述底座(441)置于引导孔内部，底座(441)的底部通过弹簧(45)与引导孔底部相连，感应加热模块(443)置于底座(441)内部的空腔中，在底座(441)的顶端设有硬硅胶制成的弹性保护片(442)；所述降温块(8)为顶端带有方形缺口的圆柱形，在方形缺口的内壁上设有用于喷射气态干冰的喷头(81)。
2.根据权利要求1所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述底板(1)顶面设有轨道槽(12)，第二液压杆(7)的底部置于轨道槽(12)中，第二液压杆(7)底部的右侧与轨道槽(12)的右侧内壁通过伸缩杆(11)相连；第二液压杆(7)能通过伸缩杆(11)实现沿轨道槽(12)的水平运动，使降温块(8)能够对更大范围的转动轴进行降温冷却。
3.根据权利要求2所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述降温块(8)底部与第二液压杆(7)的顶部通过螺纹相连，降温块(8)能根据待加工的转动轴直径进行替换。
4.根据权利要求1所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述钳夹机构(42)包括螺头(421)、螺杆(422)、钳夹片(423)和螺杆挡板(424)，所述螺杆挡板(424)置于夹片槽(433)底部，螺杆(422)的一端与螺杆挡板(424)转动相连，螺杆(422)的另一端穿过钳夹片(423)上的螺纹孔与螺头(421)相连，在推进箱(3)的右侧端面上与螺杆(422)的对应位置处设有容纳螺杆(422)的切槽(33)。
5.根据权利要求4所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述钳夹片(423)内壁设有耐热硅胶层，在耐热硅胶层上还设有防滑条纹；耐热硅胶层和防滑条纹能强化钳夹片(423)对轴承(5)的钳夹效果，同时耐热硅胶层能降低轴承(5)安装时产生的径向振动。
6.根据权利要求5所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述推进块(4)的右侧壁上设有阴刻的刻度圈(431)，所述刻度圈(431)与引导杆(44)同心设置，刻度圈(431)能方便轴承(5)的钳夹，针对不同规格的轴承(5)将钳夹片(423)调整至不同的刻度圈(431)上。
7.根据权利要求1所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：所述圆孔内部设有密封圈(34)，密封圈(34)的右侧端面与推进箱(3)内壁平齐，密封圈(34)的左侧端面突出推进箱(3)外壁3mm。
8.根据权利要求2所述的一种轴承过盈安装设备，其特征在于：本装置还包括PLC控制系统，PLC控制系统通过数据线分别连接丝杠电机(411)、感应加热模块(443)、干冰箱(6)、伸缩杆(11)、第一液压杆(2)和第二液压杆(7)。
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