CN111408742B

CN111408742B - 轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法

Info

Publication number: CN111408742B
Application number: CN202010183895.2A
Authority: CN
Inventors: 王旭; 郭霜; 李婉; 周丹; 许甲岿; 彭石华; 肖威; 田家宇; 吴小翠; 邹小兵
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: CN111408742A

Abstract

本申请提供种轴承套，包括：轴承套包括在轴向上依次设置的第一轴承室、第二轴承室和第三轴承室；第一轴承室在横截面上的直径为d1；第二轴承室在横截面上的直径为d2；第三轴承室在横截面上的直径为d3；其中d2>d3；d2>d1。根据本申请的轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法，能降低轴承装配难度、提高装配精度。

Description

轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法

技术领域

本申请属于机床技术领域，具体涉及一种轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法。

背景技术

目前，电主轴是将机床主轴和主轴电机融为一体的新技术，主轴由内置电机直接驱动，取消了传统主轴的齿轮、皮带或者联轴器传动，从而将机床主轴的传动链长度缩短为零，具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪音低以及响应速度快等特点，广泛应用于精密模具、汽车、船舶、航空航天等尖端产品制造领域。电主轴结构复杂，对零件的精度和装配技术要求较高。现有电主轴结构的轴承组合中通常采用前3后1或者前3后2的结构以保证主轴输出端的轴向和径向精度同时保障主轴轴向和径向载荷。轴承套位于主轴的前端，支撑一套双列圆柱滚子轴承、两套角接触球轴承，承载着主轴在完成表面成型运动时所产生的轴向载荷以及径向载荷，在整个轴系的密封系统和冷却系统中有着至关重要的作用。

但是，轴承套因需放置三套轴承，轴向深度大，会出现较大锥度，增大了主轴装配难度，降低了轴承组的装配精度。

因此，如何提供一种能降低轴承装配难度、提高装配精度的轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法，能降低轴承装配难度、提高装配精度。

为了解决上述问题，本申请提供一种轴承套，包括：轴承套包括在轴向上依次设置的第一轴承室、第二轴承室和第三轴承室；第一轴承室在横截面上的直径为d1；第二轴承室在横截面上的直径为d2；第三轴承室在横截面上的直径为d3；其中d2>d3；d2>d1。

优选地，其中d1≥d3；和/或，0.08mm≥d2-d1≥0.04mm。

优选地，轴承套内设置有第一润滑槽，第一润滑槽设置于第一轴承室和第二轴承室之间；和/或，轴承套内设置有第二润滑槽，第二润滑槽设置于第二轴承室和第三轴承室之间。

优选地，第一润滑槽内设置有第一温度传感器；和/或，第二润滑槽内设置有第二温度传感器。

优选地，第一润滑槽为围绕轴承套中心轴线周向设置的第一环形槽；和/或，第二润滑槽为围绕轴承套中心轴线周向设置的第二环形槽；和/或，第一润滑槽的槽深h1＝3-5mm；和/或，第一润滑槽的槽宽K1＝3-5mm；和/或，第二润滑槽的槽深h2＝3-5mm；和/或，第二润滑槽的槽宽K2＝3-5mm。

优选地，第一轴承室在靠近第一润滑槽处设置有安装区；安装区的内表面向靠近第一润滑槽的方向逐渐向外倾斜；和/或，第三轴承室与第二润滑槽之间倒角连接。

优选地，安装区的内表面与第一轴承室中心轴线的夹角为ɑ，其中ɑ≤2°；和/或，倒角与第一轴承室中心轴线的夹角为β，其中β≤135°。

根据本申请的再一方面，提供了一种电主轴，包括轴承套，轴承套为上述的轴承套。

优选地，电主轴还包括第一轴承、第二轴承和第三轴承；第一轴承安装于第一轴承室内，第二轴承安装于第二轴承室内，第三轴承安装于第三轴承室内。

优选地，第三轴承的外圈直径为d2。

根据本申请的再一方面，提供了一种如上述的电主轴安装方法，包括如下步骤：

将第三轴承安装入第三轴承室内；

对第二轴承进行冷却后，将第二轴承安装入第二轴承室内；

将第三轴承安装入第三轴承室内。

优选地，第三轴承的安装方式为压装；和/或，第二轴承的安装方式为压装；和/或，第一轴承的安装方式为压装；和/或，第一轴承在冷却前后的变形量为ΔL,其中ΔL≥d2-d1；和/或，冷却前后的温度差为ΔT；其中ΔT为20-50℃。

根据本申请的再一方面，提供了一种机床，包括电主轴，电主轴为上述的电主轴。

本申请提供的轴承套、电主轴、机床以及其的安装方法，将轴承套内的三个轴承室设置为两边小、中间大，可以有效提高主轴装配精度，进而提高主轴性能。

附图说明

图1为本申请实施例的轴承座的剖面图；

图2为本申请实施例的轴承座的结构示意图；

图3为本申请实施例的轴承座的结构示意图；

图4为本申请实施例的轴承座的剖面图；

图5为图4中B区的放大图；

图6为图4中C区的放大图；

图7为图4中D区的放大图；

图8为图4中E区的放大图；

图9为本申请实施例的主轴的结构示意图。

附图标记表示为：

1、第一轴承室；2、第二轴承室；3、第三轴承室；4、第二润滑槽；5、第一润滑槽；6、第一温度传感器；7、第二温度传感器；8、第一通孔；9、第二通孔。

具体实施方式

结合参见图1-3所示，根据本申请的实施例,一种轴承套，包括：轴承套包括在轴向上依次设置的第一轴承室1、第二轴承室2和第三轴承室3；第一轴承室1在横截面上的直径为d1；第二轴承室2在横截面上的直径为d2；第三轴承室3在横截面上的直径为d3；其中d2>d3；d2>d1，将轴承套内的三个轴承室设置为两边小、中间大，可以避免现有技术中因需要放置三套轴承而导致轴承室的轴向深度大，进而出现较大锥度的技术问题，本申请中将轴承室结构改为三段，且两边小、中间大，可以避免出现锥度，进而有效提高主轴装配精度，进而提高主轴性能。

进一步地，其中d1≥d3；和/或，0.08mm≥d2-d1≥0.04mm。

结合参见图4-5所示，轴承套内设置有第一润滑槽5，第一润滑槽5设置于第一轴承室1和第二轴承室2之间；和/或，轴承套内设置有第二润滑槽4，第二润滑槽4设置于第二轴承室2和第三轴承室3之间，设计两环形润滑槽可在装配时将润滑油脂装入其中，实现了及时向轴承内部不断供给润滑油脂，提供延长了主轴轴承润滑时间，有效增加轴承使用寿命，提高主轴运行可靠性。

结合参见图4-5所示，第一润滑槽5内设置有第一温度传感器6；和/或，第二润滑槽4内设置有第二温度传感器7。

进一步地，第一温度传感器6和第二温度传感器7均为接触式温度传感器。

进一步地，轴承套的侧壁上开设有第一通孔8和第二通孔9，分别将第一温度传感器6和第二温度传感器7通过第一通孔8和第二通孔9置入轴承套的第一润滑槽5和第二润滑槽4中，且传感器与轴承外圈的间隙极小。电主轴高速运转时轴承发热量大，由于两个接触式温度传感器浸没于油脂中且与轴承外圈间隙极小，该方案监控轴承温度的数据更为精准，显著优于不监控或者非接触式温度传感器监控效果。

具体安装接触式温度传感器的过程为：将温度传感器6的线与铁丝相连，铁丝从轴承室一侧穿入第一通孔8，并从第一通孔8的另一侧穿出轴承室后，再调整位置使得传感器触头位于第一润滑槽5中，然后将铁丝单独抽出，实现传感器的装配。将第一通孔8的外侧采用胶塞堵住，不会导致漏油。第二温度传感器9同理装配。

进一步地，第一润滑槽5为围绕轴承套中心轴线周向设置的第一环形槽；和/或，第二润滑槽4为围绕轴承套中心轴线周向设置的第二环形槽；和/或，第一润滑槽5的槽深h1＝3-5mm；和/或，第一润滑槽5的槽宽K1＝3-5mm；和/或，第二润滑槽4的槽深h2＝3-5mm；和/或，第二润滑槽4的槽宽K2＝3-5mm。槽宽为润滑槽在轴套轴向上的长度。

进一步地，第一润滑槽5的槽深h1＝3mm；和/或，第一润滑槽5的槽宽K1＝3mm；和/或，第二润滑槽4的槽深h2＝3mm；和/或，第二润滑槽4的槽宽K2＝3mm。

进一步地，第一轴承室1在靠近第一润滑槽5处设置有安装区；安装区的内表面向靠近第一润滑槽5的方向逐渐向外倾斜，用于第二轴承时起导向作用，杜绝无法拆卸的隐患；和/或，第三轴承室3与第二润滑槽4之间倒角连接，便于第三轴承压装入第三轴承室3内。

结合参见图6-8所示，安装区的内表面与第一轴承室1中心轴线的夹角为ɑ，其中ɑ≤2°；和/或，倒角与第一轴承室1中心轴线的夹角为β，其中β≤135°。

根据本申请的实施例，一种电主轴，包括轴承套，轴承套为上述的轴承套。

进一步地，电主轴还包括第一轴承、第二轴承和第三轴承；第一轴承安装于第一轴承室1内，第二轴承安装于第二轴承室2内，第三轴承安装于第三轴承室3内。

进一步地，第三轴承的外圈直径为d2。

根据本申请的实施例，一种如上述的电主轴安装方法，包括如下步骤：

将第三轴承安装入第三轴承室3内；

对第二轴承进行冷却后，将第二轴承安装入第二轴承室2内；

将第三轴承安装入第三轴承室3内，首先用常规工装将角接触球轴承2压入第三轴承室3。

第一轴承为双列圆柱滚子轴承，第二轴承和第三轴承均为角接触球轴承。

进一步地，第三轴承的安装方式为压装；和/或，第二轴承的安装方式为压装；和/或，第一轴承的安装方式为压装；和/或，第一轴承在冷却前后的变形量为ΔL,其中ΔL≥d2-d1；和/或，冷却前后的温度差为ΔT；其中ΔT为20-50℃，首先用常规工装将第三轴承压入第三轴承室3；然后冷却第二轴承，材料在不同温度下的形变计算公式为ΔL＝d2*α(t-t0)。其中α为材料膨胀系数，t为当前材料温度，t0为材料原始温度，轴承钢的膨胀系数为1.25*10-5。将轴承外圈冷却至温度T，结合装配时室温算得轴承外圈形变量ΔL≥d2-d1，此时便可将第二轴承压入第二轴承室2。再用常规工装将第一轴承压入第一轴承室1，实现了三套轴承的拆装。当ΔT为20-50℃时，可以使得冷却后的第二轴承缩小，其外圈变小，便于其压装入第二轴承室2内。而当其装入第二轴承室2内后，温度逐渐上升，第二轴承的体积变大，其与第二轴承室2的配合更紧密，不容易掉出第二轴承室2.

结合参见图9所示，根据本申请的实施例，一种电主轴，包括轴承套，轴承套为上述的轴承套。

根据本申请的实施例，一种机床，包括电主轴，电主轴为上述的电主轴。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种电主轴，包括轴承套，其特征在于，所述轴承套包括在轴向上依次设置的第一轴承室(1)、第二轴承室(2)和第三轴承室(3)；所述第一轴承室(1)在横截面上的直径为d1；所述第二轴承室(2)在横截面上的直径为d2；所述第三轴承室(3)在横截面上的直径为d3；其中d2>d3；d2>d1；所述电主轴还包括第一轴承、第二轴承和第三轴承；所述第一轴承安装于第一轴承室(1)内，所述第二轴承安装于第二轴承室(2)内，所述第三轴承安装于第三轴承室(3)内，在安装完成后，所述第一轴承和所述第二轴承相接触，所述第二轴承和所述第三轴承相接触。

2.根据权利要求1中所述的电主轴，其特征在于，其中d1≥d3；和/或，0.08mm≥d2-d1≥0.04mm。

3.根据权利要求1中所述的电主轴，其特征在于，所述轴承套内设置有第一润滑槽(5)，所述第一润滑槽(5)设置于所述第一轴承室(1)和所述第二轴承室(2)之间；和/或，所述轴承套内设置有第二润滑槽(4)，所述第二润滑槽(4)设置于所述第二轴承室(2)和所述第三轴承室(3)之间。

4.根据权利要求3中所述的电主轴，其特征在于，所述第一润滑槽(5)内设置有第一温度传感器(6)；和/或，所述第二润滑槽(4)内设置有第二温度传感器(7)。

5.根据权利要求4中所述的电主轴，其特征在于，所述第一润滑槽(5)为围绕所述轴承套中心轴线周向设置的第一环形槽；和/或，所述第二润滑槽(4)为围绕所述轴承套中心轴线周向设置的第二环形槽；和/或，所述第一润滑槽(5)的槽深h1＝3-5mm；和/或，所述第一润滑槽(5)的槽宽K1＝3-5mm；和/或，所述第二润滑槽(4)的槽深h2＝3-5mm；和/或，所述第二润滑槽(4)的槽宽K2＝3-5mm。

6.根据权利要求3中所述的电主轴，其特征在于，所述第一轴承室(1)在靠近所述第一润滑槽(5)处设置有安装区；所述安装区的内表面向靠近所述第一润滑槽(5)的方向逐渐向外倾斜；和/或，所述第三轴承室(3)与所述第二润滑槽(4)之间倒角连接。

7.根据权利要求6中所述的电主轴，其特征在于，所述安装区的内表面与所述第一轴承室(1)中心轴线的夹角为ɑ，其中ɑ≤2°；和/或，所述倒角与所述第一轴承室(1)中心轴线的夹角为β，其中β≤135°。

8.根据权利要求1中所述的电主轴，其特征在于，所述第三轴承的外圈直径为d2。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的电主轴安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

将第三轴承安装入第三轴承室(3)内；

对第二轴承进行冷却后，将所述第二轴承安装入第二轴承室(2)内；

将第一轴承安装入第一轴承室(1)内。

10.根据权利要求9中所述的电主轴安装方法，其特征在于，所述第三轴承的安装方式为压装；和/或，所述第二轴承的安装方式为压装；和/或，所述第一轴承的安装方式为压装；和/或，所述第一轴承在所述冷却前后的变形量为ΔL,其中ΔL≥d2-d1；和/或，所述冷却前后的温度差为ΔT；其中ΔT为20-50℃。

11.一种机床，包括电主轴，其特征在于，所述电主轴为权利要求1-8中任一项所述的电主轴。