CN110725866A - 一种锥轴承间隙检测调整方法 - Google Patents

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Abstract

为了解决锥轴承贴合位置很难准确找到的技术问题,本发明提供了一种锥轴承间隙检测调整方法,通过获取上侧轴承外圈的装入深度随施加负载值的变化曲线以及轴空转扭矩随施加负载值的变化曲线,能够更加精确的找到锥轴承内外圈的贴合点,提升间隙调整的准确性。

Description

一种锥轴承间隙检测调整方法
技术领域
本发明涉及一种锥轴承间隙检测调整方法。
背景技术
锥轴承广泛应用于各类机械结构中,一般成对使用,装配过程中需要保证一对轴承内圈在两侧外圈内的轴向间隙,该轴向间隙由锥轴承使用条件决定,若轴向间隙太小会使轴承烧伤,若轴向间隙太大会造成震动、噪音、早期损坏,因此,该轴向间隙调整是否合适直接影响锥轴承的性能与可靠性。
目前比较常见的锥轴承间隙调整方法为:测量锥轴承间隙为零时所需调整垫厚度,用该厚度减去间隙值,即为保证间隙所需的调整垫厚度。由于锥轴承结构特点,无法直接观察和判断锥轴承间隙为零的位置,因此通常需要在轴承上施加一定负载,确保锥轴承贴合无间隙。但由于负载过小可能未完全贴合,负载过大轴向可能发生弹性变形,故很难准确找到锥轴承贴合的位置,而贴合位置不准确会直接影响锥轴承间隙调整的效果。
发明内容
为了解决锥轴承贴合位置很难准确找到的技术问题,本发明提供了一种锥轴承间隙检测调整方法。
本发明的技术方案是:
一种锥轴承间隙检测调整方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
步骤1:将下侧轴承外圈装入轴承座,用塞尺检查确认下侧轴承外圈的底面与轴承座贴合;
步骤2:将下侧轴承内圈和上侧轴承内圈都装在轴上,用塞尺检查确认下侧轴承内圈和上侧轴承内圈均与轴上相应的轴台阶面贴合;
步骤3:将轴插入轴承座,下侧轴承内圈落入下侧轴承外圈内,敲击轴的上端面并旋转轴若干圈;
步骤4:装入上侧轴承外圈,装入深度应确保上侧轴承外圈与上侧轴承内圈间的间隙较小;
步骤5:在上侧轴承外圈的上端面渐次施加不断增大的负载,测量记录每次施加的负载值、上侧轴承外圈的装入深度、轴空转扭矩;
步骤6:绘制曲线:
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以上侧轴承外圈的装入深度为纵坐标,绘制上侧轴承外圈的装入深度随施加负载值的变化曲线;
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以轴空转扭矩为纵坐标,绘制轴空转扭矩随施加负载值的变化曲线;
步骤7:找出步骤6绘制的轴空转扭矩T随施加负载值的变化曲线中,空转扭矩的转折点,该转折点即为贴合点;
步骤8:根据找到的贴合点,确定锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度;
步骤9:根据步骤8得到的锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度,调整锥轴承间隙。
进一步地,在步骤3-4之间,还进行如下步骤:
利用电动拧紧工具检测轴的空转扭矩,若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线平稳,则说明轴及轴承装配状态正常;若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线不平稳,则敲击轴的上端面然后再次检测轴的空转扭矩;重复此过程,直至电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳为至。
进一步地,步骤5中,在每次施加负载后,测量记录前,应先利用电动拧紧工具检测轴的空转扭矩,若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线平稳,则说明轴及轴承装配状态正常;若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线不平稳,则敲击轴的上端面然后再次检测轴的空转扭矩;重复此过程,直至电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳为至。
进一步地,步骤4中所述的上侧轴承外圈与上侧轴承5间的间隙为1毫米。
进一步地,步骤5中:
首先,设计制作一个轴承盖工装,所述轴承盖工装的底部为圆环台阶面,内侧台阶面用于压紧上侧轴承外圈,外侧台阶面上设置有沿同一圆周均布的多个螺纹孔;
然后,利用所述轴承盖工装压紧上侧轴承外圈,在所述螺纹孔中均安装螺栓从而将轴承盖工装与轴承座紧固连接,通过控制螺栓的拧紧角度,向上侧轴承外圈施加负载。
本发明的优点是:
1、本发明通过轴空转扭矩及上侧轴承外圈压入深度两个数据指标反映上侧轴承内、外圈压紧情况,能够更加精确的找到锥轴承内外圈的贴合点,提升间隙调整的准确性。
2、本发明检测记录过程中使用电动拧紧工具检测轴空转扭矩,电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线能够更加精确的体现轴及轴承装配状态,以及时调整轴及轴承装配状态,避免轴承装配异常(例如轴承装入歪斜或其他原因卡滞)等情况影响间隙调整的准确性。
3、本发明通过控制螺栓的拧紧角度,可以确保上侧轴承外圈每次被压入一个较小的深度,以及确保轴承盖工装向上侧轴承外圈施加均匀向下的负载力,保证间隙调整精度。
附图说明
图1是典型的锥轴承应用示意图。
图2是本发明实施例绘制的上侧轴承内外圈高度差与螺栓拧紧角度的变化曲线,以及轴空转扭矩与螺栓拧紧角度的变化曲线,其中:
曲线A是内外圈贴合前内外圈高度差H随螺栓拧紧角度变化曲线;
曲线B是内外圈贴合后内外圈高度差H随螺栓拧紧角度变化曲线;
曲线C是内外圈贴合前轴空转扭矩T随螺栓拧紧角度变化曲线;
曲线D是内外圈贴合后轴空转扭矩T随螺栓拧紧角度变化曲线。
图1中附图标号说明:
1-壳体;2-下侧轴承外圈;3-下侧轴承内圈;4-轴;5-上侧轴承内圈;6-上侧轴承外圈;7-轴承盖工装;8-压紧螺栓;9-空转扭矩检测螺栓。
具体实施方式
步骤1:将下侧轴承外圈装入轴承座,用塞尺检查确认下侧轴承外圈的底面与轴承座贴合;
步骤2:将下侧轴承内圈和上侧轴承内圈都装在轴上,用塞尺检查确认下侧轴承内圈和上侧轴承内圈均与轴上相应的轴台阶面贴合;
步骤3:将轴插入轴承座,下侧轴承内圈落入下侧轴承外圈内,敲击轴的上端面并旋转轴若干圈;
步骤4:装入上侧轴承外圈,装入深度应确保上侧轴承外圈与上侧轴承内圈间的间隙较小;
步骤5:在上侧轴承外圈的上端面渐次施加不断增大的负载,测量记录每次施加的负载值、上侧轴承外圈的装入深度、轴空转扭矩;
步骤6:绘制曲线:
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以上侧轴承外圈的装入深度为纵坐标,绘制上侧轴承外圈的装入深度随施加负载值的变化曲线;
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以轴空转扭矩为纵坐标,绘制轴空转扭矩随施加负载值的变化曲线;
上侧轴承外圈与上侧轴承内圈贴合前,施加在上侧轴承外圈上端面的负载仅用于压装上侧轴承外圈,负载值与上侧轴承外圈的装入深度应呈线性关系,轴空转扭矩基本不变;
上侧轴承外圈与上侧轴承内圈贴合后,施加在上侧轴承外圈上端面的负载主要用于轴系弹性变形,负载值与上侧轴承外圈的装入深度仍呈线性关系,但斜率降低很多,同时轴空转扭矩随负载线性增大;
步骤7:找出步骤6绘制的轴空转扭矩T随施加负载值的变化曲线中,空转扭矩的转折点,该转折点即为贴合点;
步骤8:根据找到的贴合点,确定锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度;
步骤9:根据步骤8得到的锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度,调整锥轴承间隙。
以下以图1所示典型的锥轴承应用场景为例,依照该结构具体说明本发明锥轴承间隙检测调整的操作步骤:
步骤1、将下侧锥轴承外圈2装入壳体1的轴承孔,用塞尺检查确认下侧锥轴承外圈2的底面与轴承孔的底面贴合;
步骤2、将下侧轴承内圈3与上侧轴承内圈5装在轴4上,用塞尺检查确认下侧轴承内圈3与上侧轴承内圈5均与轴4上相应的轴台阶面贴合;
步骤3、将轴4装入壳体1内,下侧轴承内圈3落入下侧轴承外圈2内,敲击轴4的上端面并旋转轴4若干圈,以便磨合轴承,找正位置;此时,仅上侧轴承内圈5与上侧轴承外圈6间存在间隙;
步骤4、在轴4的上端面中心孔安装用于空转扭矩检测的螺栓9并拧紧,利用电动拧紧工具旋转轴4至少两周,若电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳(即一圈内无较大波动与周期波动,曲线上无明显尖点),说明轴4及轴承装配状态正常;若电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线有较大波动,再次敲击轴4上端面并利用电动拧紧工具旋转轴4若干圈;重复此过程,直至电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳为止,以确保轴4及轴承装配状态正常;
步骤5、装入上侧轴承外圈6,装入深度应确保上侧轴承外圈6与上侧轴承内圈5间的间隙较小(约1毫米);
步骤6、装入轴承盖工装7并利用均布在同一圆周上的多个螺栓8将轴承盖工装7与壳体1连接紧固,对角拧紧螺栓8至10N·m(即以180度分布的两个螺栓为一组,将各组螺栓均拧紧至10N·m,在其他实施例中,也可以拧紧至其他数值,此处仅为示例),确认螺栓8与轴承盖工装7贴合,然后,检测记录上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H1、轴4空转扭矩T1以及螺栓8的拧紧角度A1(此时为0°);
步骤7、对角拧紧各个螺栓8,拧紧角度均为30°(在其他实施例中,也可以是其他角度,此处仅为示例),重复步骤4,确保轴4及轴承装配状态正常后,检测记录上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H2、轴4空转扭矩T2以及螺栓8的拧紧角度A2(A2=30°);
步骤8、重复步骤7直至轴4空转扭矩开始变大(每次拧紧角度均与第一次拧紧角度即步骤7中拧紧角度一致,均为30°),得到上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H3…Hn、轴4空转扭矩T3…Tn以及螺栓8的拧紧角度A3…An;A3=60°,A4=90°…,An=(n-1)×30°;
步骤9、再重复进行步骤7三次(在其他实施例中也可以重复进行三次以上),分别得到上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差Hn、Hn+1、Hn+2,轴4空转扭矩Tn、Tn+1、Tn+2,以及螺栓8的拧紧角度An、An+1、An+2;
步骤10、绘制曲线:
以步骤6-9所得的螺栓8的拧紧角度A1~An+2为横坐标,以上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H1~Hn+2为纵坐标描点,拟合绘制上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H(高度差H可以反映上侧轴承外圈6装入深度)随螺栓8拧紧角度变化曲线,如图2中曲线A、B所示;
以步骤6-9所得的螺栓8的拧紧角度A1~An+2为横坐标,以轴4空转扭矩T1~Tn+2为纵坐标描点,拟合绘制轴4空转扭矩T随螺栓8拧紧角度变化曲线,如图2中曲线C、D所示;
步骤11、找出步骤9所得轴4空转扭矩T随螺栓8拧紧角度变化曲线中空转扭矩T的转折点(即空转扭矩增大前与增大后两段曲线的交点),该转折点即为贴合点;
步骤10、过步骤11找到的贴合点作垂直于横坐标轴的垂线,利用该垂线与步骤9所得上侧轴承外圈6顶面与上侧轴承内圈5顶面的高度差H随螺栓8拧紧角度变化曲线的交点的纵坐标,计算锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度;
步骤11、根据步骤10得到的锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度,调整锥轴承间隙。
最后需要说明的是,在以上描述中使用了特定的方向术语,例如上、下等,这仅仅出于方便的原因,是以对应的附图为参照的,并不能认为是对本发明的限制,当图面的定义方向发生改变时,这些词语表示的方向应当解释为相应的不同方向。

Claims (5)

1.一种锥轴承间隙检测调整方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将下侧轴承外圈装入轴承座,用塞尺检查确认下侧轴承外圈的底面与轴承座贴合;
步骤2:将下侧轴承内圈和上侧轴承内圈都装在轴上,用塞尺检查确认下侧轴承内圈和上侧轴承内圈均与轴上相应的轴台阶面贴合;
步骤3:将轴插入轴承座,下侧轴承内圈落入下侧轴承外圈内,敲击轴的上端面并旋转轴若干圈;
步骤4:装入上侧轴承外圈,装入深度应确保上侧轴承外圈与上侧轴承内圈间的间隙较小;
步骤5:在上侧轴承外圈的上端面渐次施加不断增大的负载,测量记录每次施加的负载值、上侧轴承外圈的装入深度、轴空转扭矩;
步骤6:绘制曲线:
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以上侧轴承外圈的装入深度为纵坐标,绘制上侧轴承外圈的装入深度随施加负载值的变化曲线;
以步骤5记录的每次施加的负载值为横坐标,以轴空转扭矩为纵坐标,绘制轴空转扭矩随施加负载值的变化曲线;
步骤7:找出步骤6绘制的轴空转扭矩T随施加负载值的变化曲线中,空转扭矩的转折点,该转折点即为贴合点;
步骤8:根据找到的贴合点,确定锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度;
步骤9:根据步骤8得到的锥轴承间隙为零时所需调整垫的厚度,调整锥轴承间隙。
2.根据权利要求1所述的锥轴承间隙检测调整方法,其特征在于:
在步骤3-4之间,还进行如下步骤:
利用电动拧紧工具检测轴的空转扭矩,若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线平稳,则说明轴及轴承装配状态正常;若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线不平稳,则敲击轴的上端面然后再次检测轴的空转扭矩;重复此过程,直至电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳为至。
3.根据权利要求2所述的锥轴承间隙检测调整方法,其特征在于:
步骤5中,在每次施加负载后,测量记录前,应先利用电动拧紧工具检测轴的空转扭矩,若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线平稳,则说明轴及轴承装配状态正常;若电动拧紧工具输出的扭矩-角度曲线不平稳,则敲击轴的上端面然后再次检测轴的空转扭矩;重复此过程,直至电动拧紧工具输出的空转扭矩-角度曲线平稳为至。
4.根据权利要求1-3任一所述的锥轴承间隙检测调整方法,其特征在于:步骤4中所述的上侧轴承外圈与上侧轴承5间的间隙为1毫米。
5.根据权利要求4所述的锥轴承间隙检测调整方法,其特征在于,步骤5中:
首先,设计制作一个轴承盖工装,所述轴承盖工装的底部为圆环台阶面,内侧台阶面用于压紧上侧轴承外圈,外侧台阶面上设置有沿同一圆周均布的多个螺纹孔;
然后,利用所述轴承盖工装压紧上侧轴承外圈,在所述螺纹孔中均安装螺栓从而将轴承盖工装与轴承座紧固连接,通过控制螺栓的拧紧角度,向上侧轴承外圈施加负载。
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