CN112460152A - 一种剖分式轴承座结构及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一种剖分式轴承座结构及其加工方法，所述的结构包括底座、轴承盖、定位销、螺栓和轴瓦；所述的轴承盖与底座的接合面处设置倒角。本发明提供的剖分式轴承座结构，通过在轴承盖和底座的接合面处设置倒角结构，使螺栓拧紧造成的接合面错位变形发生在倒角范围内，防止错位变形产生的阶梯形结构对轴瓦造成磨损，解决了：轴瓦与轴承孔的间隙在工作过程中不能处于最优状态导致的轴瓦损坏问题。本发明通过预先拧紧螺栓，计算螺栓拧紧后的错位变形量，并对横向变形量小的一侧铣削倒角，使螺栓拧紧后接合面错位变形状态保持一致，解决了轴承座装配前轴承孔初始错位状态导致的：装配后接合面错位变形不一致的问题。

Description

一种剖分式轴承座结构及其加工方法
技术领域
本发明属于轴承座加工技术领域，特别是一种剖分式轴承座结构及其加工方法。
背景技术
轴承是机械设备中一种重要零部件，在航空航天、国防军事、交通运载等方面应用广泛。它的主要功能是支撑机械旋转体，将轴的旋转限定在一定范围内，保证其回转精度，并降低其运动部件间的摩擦。轴承通过轴承座进行定位安装。轴承座作为轴承的定位基准，使轴承在运转过程中能保持准确的相对位置，其变形对轴承整体工作性能有着很大的影响。轴承座从结构上主要分为整体式轴承座和剖分式轴承座。剖分式轴承座的轴承盖和底座可分离，主要承受径向载荷，其形位精度受接合面两侧的轴承座和底座形位精度的影响，因此需要保证轴承孔的加工和安装精度。
现有的剖分式轴承座加工技术多采用轴承盖预装的方式，将底座和轴承盖采用螺栓预紧后，再对轴承孔进行镗孔加工。传统的剖分式轴承座及其加工方法仍存在以下问题：
(1)轴承座毛坯件在进行孔加工前，由于铸造及粗加工精度的影响，轴承盖和底座无法完全对齐，在接合面处轴承盖和底座处于错位状态。传统加工工艺无法保证轴承孔的初始错位状态一致，在螺栓拧紧后，轴承孔的初始错位状态会影响其装配精度，导致装配后接合面错位变形状态不一致。
(2)将轴承盖和底座通过螺栓进行拧紧时，由于刚度及应力状态不同，轴承盖和底座会产生不同程度的变形，导致底座和轴承盖在接合面处发生错位变形。错位变形会导致轴承孔失圆，在轴承孔接合面处产生阶梯形结构，进而导致轴瓦与轴承孔的间隙在工作过程中不能处于最优状态，引起轴瓦磨损。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能保持轴承座在精加工和轴承安装阶段，用螺栓拧紧前接合面错位状态一致的剖分式轴承座结构及其加工方法。
本发明的基本思路是：在剖分式轴承座内孔的轴承盖与底座加工倒角结构，当螺栓拧紧引起轴承盖和底座产生不同变形量，进而导致接合面发生错位变形时，倒角结构可以保证错位发生在倒角范围内，使每次螺栓预紧后轴承孔与轴瓦的接触状态保持一致，防止错位变形导致的阶梯型结构与轴瓦接触磨损。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种剖分式轴承座结构，包括底座、轴承盖、定位销、螺栓和轴瓦；所述的轴承盖通过定位销和螺栓安装在底座上；所述的轴瓦有两片、对称安装在轴承孔内的上下两侧；所述的螺栓一端与底座的螺纹孔连接，另一端穿过轴承盖通孔并压紧轴承盖，两个螺栓同时施加预紧力，对轴承座进行预紧安装；所述的定位销安装在整个轴承座结构两侧的定位销孔内，定位销采用过盈配合，用于在轴承盖安装时进行定位；
所述的轴承盖与底座的接合面处设置倒角；所述的倒角设置方法如下：当轴承盖横向位移量a大于底座横向位移量b时，在底座的接合面棱边处设置倒角；当底座横向位移量b大于轴承盖横向位移量a时，在轴承盖棱边处设置倒角；
设所述的倒角与水平方向夹角为θ，轴承盖与底座的接合面处轴瓦与轴承孔壁的间距为d，则间距d满足下式：
s＜d＜m且
Figure BDA0002791063540000021
其中，s为接合面错位变形量，m为轴承孔内壁到螺栓孔边缘的最小间距，R为轴瓦外径。
一种剖分式轴承座结构的加工方法，包括以下步骤：
A、测量螺栓预紧后的错位变形量：使用扭矩扳手将螺栓预紧后，测量并计算轴承盖和底座接合面的错位变形量s；
B、加工轴承盖或底座上的倒角：分别判断轴承孔两侧的接合面处错位变形状况，对螺栓预紧后横向变形较大一侧的棱边进行倒角；当轴承盖横向位移量a大于底座横向位移量b时，将底座和轴承盖拆开，在底座的接合面处棱边处进行倒角；同理，当底座横向位移量b大于轴承盖横向位移量a时，将轴承盖和底座拆开，在轴承盖的接合面处棱边处进行倒角；倒角过程采用铣削加工方式，倒角量及夹角符合式(1)。
C、重新装配轴承座：安装轴承盖，将定位销装入定位孔内，同时拧紧两个螺栓，对轴承盖进行装配。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明提供的剖分式轴承座结构，通过在轴承盖和底座的接合面处设置倒角结构，使螺栓拧紧造成的接合面错位变形发生在倒角范围内，防止错位变形产生的阶梯形结构对轴瓦造成磨损，解决了：轴瓦与轴承孔的间隙在工作过程中不能处于最优状态导致的轴瓦损坏问题。
2、本发明通过预先拧紧螺栓，计算螺栓拧紧后的错位变形量，并对横向变形量小的一侧铣削倒角，使螺栓拧紧后接合面错位变形状态保持一致，解决了轴承座装配前轴承孔初始错位状态导致的：装配后接合面错位变形不一致的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是螺栓拧紧前倒角在轴承盖上的局部剖视图；
图3是螺栓拧紧前倒角在底座上的局部剖视图；
图4是螺栓拧紧后倒角在轴承盖上的局部剖视图；
图5是螺栓拧紧后倒角在底座上的局部剖视图；
图6为本发明的倒角加工流程图。
图中：1、底座，2、定位销，3、轴承盖，4、螺栓，5、轴瓦。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种剖分式轴承结构，包括底座1、定位销2、轴承盖3、螺栓4和轴瓦5。底座1和轴承盖3通过定位销2进行定位，通过螺栓4进行连接，轴瓦5安装在底座1和轴承盖3中间的轴承孔内。定位销2一端与底座1的定位销2孔连接，一端穿过轴承盖3定位销2通孔，采用“一面两销”的定位方式，使用两个定位销2对轴承盖3进行定位。螺栓4一端与底座1螺栓4孔通过螺纹连接，一端穿过轴承盖3螺栓4通孔，两个螺栓4同时拧紧，对轴承盖3进行安装。
图2-3所示为螺栓4拧紧前本发明的局部放大图。根据实测的变形情况分别在轴承盖3或底座1的接合面处设置倒角，倒角与水平方向夹角为θ，轴瓦5与轴承孔壁的距离为d，轴承孔内壁与螺栓4孔边缘的最小间距为m。倒角与轴瓦5之间形成三角形间隙，用于防止接合面错位形成的阶梯形结构对轴承产生磨损。式(1)可参照此图。
图4-5所示为本发明的原理示意图。目前的加工工艺中，螺栓4拧紧前轴承盖3和底座1分别处于A和B的位置，螺栓4拧紧后，轴承盖3和底座1变形发生横向位移，由于刚度不同，横向位移量也不同。轴承盖3从A位移至C，横向位移量为a；底座1由B位移至D，横向位移量为b。当底座1位移量大于轴承盖3时，接合面处形成阶梯形结构，错位变形量为s，对轴承盖3棱边进行倒角，倒角量为d，倒角量及夹角符合式(1)，轴承盖3的位置从C变为E；当轴承盖3位移量大于底座1时，接合面处形成阶梯形结构，错位变形量为s，对底座1棱边进行倒角，倒角量为d，倒角量及夹角符合式(1)，底座1的位置从D变为F。倒角结构防止阶梯形结构与轴瓦5直接接触，保持螺栓4拧紧后接合面错位变形状态一致。本发明中轴承座倒角结构的加工方法可参照此图。
如图6所示，一种剖分式轴承座结构的加工流程图，主要包括以下步骤：
步骤1：拧紧螺栓4，测量轴承盖3和底座1的横向位移量，计算或实测接合面两侧的错位变形量，确定倒角的位置和倒角加工量；
步骤2：拆开轴承座，铣削加工倒角；
步骤3：重新拧紧螺栓4，判断接合面错别变形情况是否满足要求；
步骤4：不满足，继续循环步骤1。
现有剖分式轴承座加工工艺中，在孔加工前需使用螺栓4对轴承盖3进行安装，螺栓4预紧力会使轴承盖3与底座1在接合面处产生错位变形。本发明通过在底座1和轴承盖3接合面处加工倒角结构，使螺栓4拧紧造成的接合面错位发生在三角形间隙范围内，防止错位变形引起的阶梯形结构与轴瓦5直接接触，解决了：轴瓦5与轴承孔的间隙在工作过程中不能处于最优状态导致的轴瓦5损坏问题。通过提供一种轴承座结构的加工方法，解决了轴承孔初始错位状态导致的：装配后接合面错位变形不一致的问题。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种剖分式轴承座结构，其特征在于：包括底座(1)、轴承盖(3)、定位销(2)、螺栓(4)和轴瓦(5)；所述的轴承盖(3)通过定位销(2)和螺栓(4)安装在底座(1)上；所述的轴瓦(5)有两片、对称安装在轴承孔内的上下两侧；所述的螺栓(4)一端与底座(1)的螺纹孔连接，另一端穿过轴承盖(3)通孔并压紧轴承盖(3)，两个螺栓(4)同时施加预紧力，对轴承座进行预紧安装；所述的定位销(2)安装在整个轴承座结构两侧的定位销(2)孔内，定位销(2)采用过盈配合，用于在轴承盖(3)安装时进行定位；
所述的轴承盖(3)与底座(1)的接合面处设置倒角；所述的倒角设置方法如下：当轴承盖(3)横向位移量a大于底座(1)横向位移量b时，在底座(1)的接合面棱边处设置倒角；当底座(1)横向位移量b大于轴承盖(3)横向位移量a时，在轴承盖(3)棱边处设置倒角；
设所述的倒角与水平方向夹角为θ，轴承盖(3)与底座(1)的接合面处轴瓦(5)与轴承孔壁的间距为d，则间距d满足下式：
Figure FDA0002791063530000011
其中，s为接合面错位变形量，m为轴承孔内壁到螺栓(4)孔边缘的最小间距，R为轴瓦(5)外径。
2.一种如权利要求1所述的剖分式轴承座结构的加工方法，包括以下步骤：
A、测量螺栓(4)预紧后的错位变形量：使用扭矩扳手将螺栓(4)预紧后，测量并计算轴承盖(3)和底座(1)接合面的错位变形量s；
B、加工轴承盖(3)或底座(1)上的倒角：分别判断轴承孔两侧的接合面处错位变形状况，对螺栓(4)预紧后横向变形较大一侧的棱边进行倒角；当轴承盖(3)横向位移量a大于底座(1)横向位移量b时，将底座(1)和轴承盖(3)拆开，在底座(1)的接合面处棱边处进行倒角；同理，当底座(1)横向位移量b大于轴承盖(3)横向位移量a时，将轴承盖(3)和底座(1)拆开，在轴承盖(3)的接合面处棱边处进行倒角；倒角过程采用铣削加工方式，倒角量及夹角符合式(1)；
C、重新装配轴承座：安装轴承盖(3)，将定位销(2)装入定位孔内，同时拧紧两个螺栓(4)，对轴承盖(3)进行装配。
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