CN113685434B - 一种配对轴承预紧力的控制方法及测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配对轴承预紧力的控制方法及测量仪，控制方法，包括以下步骤：1）对背对背或面对面组配好的配对轴承进行施力，先对配对轴承的外圈部分的第一轴向外端面施加相对于内圈的第一预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h1，撤去第一预紧力；2）对配对轴承的外圈部分的第二轴向外端面施加相对于内圈的第二预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h2，撤去第二预紧力；3）当h1＜h2时，对配对轴承的套圈进行调换，当h1≥h2时，对配对轴承中内圈或外圈的相对贴合端面进行修磨，修磨总量为h1‑h2；其中，步骤1）和步骤2）中，第一预紧力和第二预紧力大小相等，方向相反。

Description

一种配对轴承预紧力的控制方法及测量仪

技术领域

本发明涉及一种配对轴承预紧力的控制方法及测量仪。

背景技术

角接触球轴承在实际应用中，一般都要组配使用，即两套角接触球轴承以一定的配对方式组配在一起使用，基本的组配方式有背对背（即两外圈的宽边端面相对设置）、面对面（即两外圈的窄边端面相对设置）和串联（即一个外圈的窄边端面与另一个外圈的宽边端面相对设置）。具体根据实际工况的需要，选择不同组配方式的配对轴承。

配对轴承通常带有一定的预紧力，以减小轴承中的轴向游隙，使套圈和钢球处于预紧状态，因此需要根据需求对配对轴承的预紧力进行控制，并根据测量结果对轴承的套圈进行修磨，才能达到轴承预紧目的。对于背对背和面对面两种组配方式的配对轴承来说，需要施加双向等值的预紧力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配对轴承预紧力的控制方法，以实现背对背或面对面配对轴承预紧力的控制；还提供一种配对轴承预紧力的测量仪，以实现对背对背或面对面配对轴承的施力。

为实现上述目的，本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的技术方案是：一种配对轴承预紧力的控制方法，包括以下步骤：

1）对背对背或面对面组配好的配对轴承进行施力，其中，配对轴承的各内圈或外圈相互贴合，或者各内圈和各外圈中的其中一个相互贴合，另一个一体成型，施力时，先对配对轴承的外圈部分的第一轴向外端面施加相对于内圈的第一预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h1，撤去第一预紧力；

2）对配对轴承的外圈部分的第二轴向外端面施加相对于内圈的第二预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h2，撤去第二预紧力；

3）当h1＜h2时，对配对轴承的套圈进行调换，当h1≥h2时，对配对轴承中内圈或外圈的相对贴合端面进行修磨，修磨总量为h1-h2；

其中，步骤1）和步骤2）中，第一预紧力和第二预紧力大小相等，方向相反。

有益效果：配对轴承组配完成后再进行预紧力的控制、修磨，相比单个轴承先进行预紧力的计算修磨后再装配在一起的方式而言，误差较小，修磨后的配对轴承更加精确。通过对配对轴承依次施加两个相反方向的作用力，能够得到修磨量，进而进行修磨，保证修磨后正常使用时，当背对背或面对面配对轴承受到两端的预紧力之后，分体的内圈和/或外圈能够相互贴合，且均能达到预紧的状态，保证能够承受双向较大的轴向力。

优选地，步骤3）中，当配对轴承为背对背组配方式时，修磨对象为各内圈或其中一个内圈。

优选地，步骤3）中，当配对轴承为面对面组配方式时，修磨对象为各外圈或其中一个外圈。

优选地，所述配对轴承为内圈一体、外圈分体的双沟道面对面配对轴承，或者所述配对轴承为外圈一体、内圈分体的双沟道背对背配对轴承。

优选地，步骤1）和步骤2）中，施力装置对配对轴承施加预紧力，所述施力装置用于施加单向作用力；

步骤1）中，保持内圈部分不动，施力装置对外圈部分施加第一预紧力；

步骤2）中，保持外圈部分不动，施力装置对内圈部分施加第一预紧力，以对外圈部分施加相对的所述第二预紧力。通过交替保持内圈部分、外圈部分不动并用施力装置进行施力，能够通过单向施力的结构实现对外圈部分的双向施力，结构简单。

优选地，步骤1）和步骤2）中，用测量表测量h1和h2，步骤1）中，测量表顶在外圈部分的第二轴向外端面上，步骤2）中，测量表顶在内圈部分的相应外端面上。

优选地，步骤1）和步骤2）中，对外圈部分施加预紧力后，若外圈部分的第二轴向外端面与内圈部分对应一端的外端面在第二预紧力的施力方向上依次布置，对应的h1或h2为正值；若外圈部分的第二轴向外端面与内圈部分对应一端的外端面在第一预紧力的施力方向上依次布置，对应的h1或h2为负值。

本发明测量仪的技术方案是：一种测量仪，包括：

机架和施力装置，所述机架固定布置，所述施力装置用于施加单方向的作用力；

外圈座和内圈座，外圈座用于与配对轴承的外圈部分对应顶压配合，内圈座用于与配对轴承的内圈部分对应顶压配合；

所述外圈座可与机架可拆相连或顶压配合，且内圈座与施力装置可拆相连或顶压配合，以对配对轴承的外圈施加第一方向的作用力；所述外圈座也可与施力装置可拆相连或顶压配合，且内圈座与机架可拆相连或顶压配合，以对配对轴承的外圈施加第二方向的作用力，第一方向与第二方向相反；

测量仪还包括用于测量外圈部分、内圈部分同一端端面之间高度差的测量结构。

有益效果：内圈座、外圈座均既可以与施力装置配合，又可以与机架配合，通过调换内圈座、外圈座的位置，能够在施力装置单向施力的前提下实现外圈两个方向的预紧力顶压，不需要在轴承两端配备两个施力装置，结构简单且成本更低。

优选地，所述外圈座、内圈座上均设有用于对机架、施力装置可拆相连的螺纹连接结构。

优选地，所述测量结构为测量表，所述测量表具有测量头，所述外圈座上设有穿孔，穿孔在使用时与内圈部分对应布置，穿孔供测量表的测量头穿过以顶压在内圈部分的端面上。通过开设穿孔能够使测量头与内圈部分对应接触，进行高度差的测量。

附图说明

图1为本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法中对外圈部分施加预紧力时的示意图；

图2为本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法中对内圈部分施加预紧力时的示意图；

图3为本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法所适用的内圈一体、外圈分体的双沟道配对轴承的结构示意图；

图4为本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法所适用的内、外圈均分体的背对背配对轴承的结构示意图；

图5为本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法所适用的内、外圈均分体的面对面配对轴承的结构示意图；

附图标记说明：

100、配对轴承；101、一体式外圈；102、第一内圈；103、第二内圈；104、钢球；105、一体式内圈；106、第一外圈；107、第二外圈；108、第一轴承；109、第二轴承；200、测量仪；201、机架；202、施力装置；203、外圈座；204、内圈座；205、穿孔；206、测量表。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例1：

如图1和图2所示，本发明的配对轴承预紧力的控制方法（以下简称为控制方法）用来确定配对轴承的修磨量，以保证对配对轴承100施加双向预紧力时各内圈、各外圈均能够对应地贴合在一起，减少甚至是消除轴向游隙，使套圈和钢球处于预紧状态。

首先介绍为实现本发明的控制方法所采用的测量仪200，如图1和图2所示，测量仪200包括机架201，此处的机架201为框式的结构，能够在机架201内放入配对轴承100，同时，在机架201上开设有通道，供测量表206穿入。测量仪200还包括能够施力的施力装置202，施力装置202能够施加单向的作用。此处的施力装置202可以为液压缸或气缸或电推杆等单向施力的结构。

测量仪200还包括外圈座203和内圈座204，外圈座203、内圈座204均为截面为U形的结构，外圈座203能够顶压在配对轴承100的外圈部分上，外圈座203的尺寸与外圈部分的尺寸适配，此处的适配指的是外圈座203不会顶压在内圈部分上；内圈座204能够顶压在配对轴承100的内圈部分上，且内圈座204不会顶压在外圈部分上。

如图1所示，在外圈座203上开设有贯通的穿孔205，开设的位置与配对轴承100内圈部分对应，使得测量表206的测量头能够穿过穿孔205并顶压在配对轴承100内圈部分的端面上。此处的测量表206实际为百分表或千分表，具有测量头和表盘，测量头能够顶压在轴承上，表盘可以直接读取数值。外圈座203、内圈座204与机架201与施力装置202之间均为可拆相连的关系，具体可以为螺栓连接等，能够拆卸。

本实施例中，如图1和图2所示，配对轴承100为背对背配对轴承，外圈部分为一体式外圈101，内圈部分包括组配的第一内圈102和第二内圈103，第一内圈102与一体式外圈101之间、第二内圈103与一体式外圈101之间均安装有钢球104，使得本实施例的配对轴承100为外圈一体、内圈分体的双沟道配对轴承。

本实施例的控制方法包括以下步骤：

1）将外圈座203固定在施力装置202上，将内圈座204固定在机架201上，将组配好的轴承置于外圈座203上，内圈座204位于轴承上方，其中，组配轴承的第一内圈102位于第二内圈103上方，并且第一内圈102和第二内圈103贴合顶压在一起，第一内圈102顶在内圈座204上。施力装置202对一体式外圈101施加朝上的作用力为F的预紧力，第一内圈102和第二内圈103保持不动，一体式外圈101被向上推动，消除一体式外圈101与第一内圈102之间的游隙。此时，一体式外圈101的上端面与第一内圈102的上端面之间的轴向间距为h1，h1由测量表206测得，之后撤去施力装置202。

2）组配好的轴承保持不动，将内圈座204固定在施力装置202上，外圈座203固定在机架201上，外圈座203顶在一体式外圈101上，内圈座204顶在第二内圈103上。施力装置202对第二内圈103施加朝上的作用力为F的预紧力，一体式外圈101保持不动，第一内圈102和第二内圈103被向上推动，消除一体式外圈101与第二内圈103之间的游隙。此时，一体式外圈101的上端面与第一内圈102的上端面之间的轴向间距为h2，h2由测量表206测得，测量的时候，测量表206的测量头由穿孔205中穿出并顶在第一内圈102上。其中，无论是h1还是h2，当一体式外圈101上端面位于第一内圈102上端面的上方时，h值为正值，当一体式外圈101上端面位于第一内圈102上端面的下方时，h值为负值。

3）判断h1和h2的大小，若h1＞h2，则对内圈部分进行修磨，修磨总量为h1-h2；若h1＜h2时，说明选用的内圈部分和外圈部分不满足组配需求，应对轴承套圈进行调换；当h1=h2时，不需要进行修磨。

本实施例中，步骤1）和步骤2）的顺序可以进行调换，在对内圈部分进行修磨时，可以修磨第一内圈102的下端面，也可以修磨第二内圈103的上端面，或者同时对第一内圈102的下端面和第二内圈103的上端面进行修磨，只要保证修磨总量为h1-h2即可。

本实施例的原理在于，图1中，步骤1）虽然是对一体式外圈101施加朝上的预紧力，但可以认为是对第一内圈102施加朝下的预紧力；图2中，步骤2）是对第二内圈103施加朝上的预紧力，当轴承处于图2的状态时，第二内圈103到达了预紧的状态。当第一内圈102未到达预紧的状态，为使第一内圈102到达预紧的状态，则需要将第一内圈102朝下再被顶压h1-h2的距离的，由于第一内圈102和第二内圈103贴合在一起，第一内圈102无法下移，为使第一内圈102下移，需要在第一内圈102和第二内圈103之间形成高度为h1-h2的空间，因此，需要对第一内圈102和/或第二内圈103进行修磨以留出h1-h2的空间，这样，当轴承两端受预紧力之后，第一内圈102和第二内圈103刚好贴合，且均到达预紧的状态。同样的原理，若h1＜h2，则代表在预紧力为F时，第一内圈102与一体式外圈101之间并未形成预紧，表面套圈不满足组配要求，需要进行更换。

在步骤1）中，在测量h1时，先在轴承的外部设置与第一内圈102上端面等高的筒体，将测量表206顶在筒体上并进行调零，之后进行正常的测量。在步骤2）中，在测量h2时，线在轴承的外部设置与一体式外圈101上端面等高的筒体，将测量表206顶在筒体上并进行调零，之后进行正常的测量。

应当说明的是，“保持内圈部分、对外圈部分施加朝上的预紧力”与“保持外圈部分、对内圈部分施加朝下的预紧力”实际上为相同的效果，仅是为了实现内圈部分和外圈部分相对的作用力。同样地，步骤1）中，第一内圈102上端面与一体式外圈101上端面之间的轴向间距为h1，定义第二内圈103下端面与一体式外圈101下端面之间的轴向间距为h3。步骤2）中，第一内圈102上端面与一体式外圈101上端面之间的轴向间距为h2，定义第二内圈103下端面与一体式外圈101下端面之间的轴向间距为h4。则h1＞h2，对应地，h3小于h4，且h4与h3之间的差值与h1-h2一样。通过该对比关系可以说明，在测量第一内圈102上端面与一体式外圈101上端面之间的轴向间距时，可以如步骤1）和步骤2）中的直接测量法，当然，也可以采用间接测量的方法。

本实施例中，外圈部分的下端面为外圈部分的第一轴向外端面，朝上的预紧力为第一预紧力，外圈部分的上端面为外圈部分的第二轴向外端面，朝下的预紧力为第二预紧力。应当说明的是，第一预紧力和第二预紧力仅是相对的关系，力的大小相等，方向相反，同样地，第一轴向外端面和第二轴向外端面也仅是相对的关系。

本实施例中，测量表206形成了能够测量同一端端面高度差的测量结构。本实施例中，内圈座、外圈座均通过螺栓与施力装置、机架相连，内圈座、外圈座上均开设有供螺栓穿过的螺栓穿孔，螺栓穿孔构成了螺纹连接结构。其他实施例中，螺纹连接结构可以为开设在内圈座、外圈座上的螺纹孔，或者可以为固设在内圈座、外圈座上的螺杆。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例2：

与实施例1的不同之处在于，如图3所示，本实施例的控制方法的对象为内圈分体、外圈一体的面对面配对轴承，包括一体式内圈105和第一外圈106、第二外圈107，第一外圈106与一体式内圈105之间以及第二外圈107与一体式内圈105之间均有钢球104。

本实施例的控制方法的步骤与实施例1的相同，在此不再赘述。面对面配对轴承的修磨对象为第一外圈106和/或第二外圈107，修磨位置为相对的端面。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例3：

与实施例1的不同之处在于，如图4所示，本实施例的控制方法的对象为两个分体的轴承以背对背组配方式组装而成的配对轴承，其中，第一轴承108和第二轴承109以背对背的方式组配在一起，第一轴承108包括第一外圈106和第一内圈102，第二轴承109包括第二外圈107和第二内圈103，各轴承均包括钢球104。本实施例的步骤与实施例1相同，修磨对象为内圈。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例4：

与实施例1的不同之处在于，如图5所示，本实施例的控制方法的对象为两个分体的轴承以面对面组配方式组装而成的配对轴承，其中，第一轴承108和第二轴承109以面对面的方式组配在一起，第一轴承108包括第一外圈106和第一内圈102，第二轴承109包括第二外圈107和第二内圈103，各轴承均包括钢球104。本实施例的步骤与实施例1相同，修磨对象为外圈。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例5：

与实施例1的不同之处在于，本实施例中，用来测量高度差值的可以为无接触时的测距仪。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例6：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，座圈与施力装置、机架之间均为可拆相连的关系。本实施例中，座圈与施力装置、机架之间仅为顶压配合的关系，不具有连接关系。

本发明所提供的配对轴承预紧力的控制方法的具体实施例7：

与实施例1的不同之处在于，实施例1中，通过测量仪实现配对轴承预紧力的控制。本实施例中，采用以下方式进行施力，在轴承的上下两端均设置施力装置和顶压板，当对外圈施加朝上作用力时，上方的压板顶压在内圈上，下方的施力装置顶压在外圈上；当对外圈施加朝下的作用力时，下方的压板顶压在内圈上，上方的施力装置顶压在外圈上。

本发明所提供的测量仪的具体实施例：

测量仪的结构与上述配对轴承预紧力的控制方法中实施例1至实施例6中任意一项所述的测量仪的结构相同，在此不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对背对背或面对面组配好的配对轴承（100）进行施力，其中，配对轴承（100）的各内圈或外圈相互贴合，或者各内圈和各外圈中的其中一个相互贴合，另一个一体成型，施力时，先对配对轴承（100）的外圈部分的第一轴向外端面施加相对于内圈的第一预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h1，撤去第一预紧力；

2）对配对轴承（100）的外圈部分的第二轴向外端面施加相对于内圈的第二预紧力，测量外圈部分第二轴向外端面与内圈对应轴向外端面之间的轴向间距h2，撤去第二预紧力；

3）当h1＜h2时，对配对轴承（100）的套圈进行调换，当h1≥h2时，对配对轴承（100）中内圈或外圈的相对贴合端面进行修磨，修磨总量为h1-h2；

其中，步骤1）和步骤2）中，第一预紧力和第二预紧力大小相等，方向相反。

2.根据权利要求1所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，步骤3）中，当配对轴承（100）为背对背组配方式时，修磨对象为各内圈或其中一个内圈。

3.根据权利要求1所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，步骤3）中，当配对轴承（100）为面对面组配方式时，修磨对象为各外圈或其中一个外圈。

4.根据权利要求1所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，所述配对轴承（100）为内圈一体、外圈分体的双沟道面对面配对轴承，或者所述配对轴承（100）为外圈一体、内圈分体的双沟道背对背配对轴承。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中，施力装置对配对轴承（100）施加预紧力，所述施力装置用于施加单向作用力；

步骤1）中，保持内圈部分不动，施力装置对外圈部分施加第一预紧力；

步骤2）中，保持外圈部分不动，施力装置对内圈部分施加第一预紧力，以对外圈部分施加相对的所述第二预紧力。

6.根据权利要求5所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中，用测量表测量h1和h2，步骤1）中，测量表（206）顶在外圈部分的第二轴向外端面上，步骤2）中，测量表（206）顶在内圈部分的相应外端面上。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的配对轴承预紧力的控制方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）中，对外圈部分施加预紧力后，若外圈部分的第二轴向外端面与内圈部分对应一端的外端面在第二预紧力的施力方向上依次布置，对应的h1或h2为正值；若外圈部分的第二轴向外端面与内圈部分对应一端的外端面在第一预紧力的施力方向上依次布置，对应的h1或h2为负值。

8.一种测量仪，其特征在于，包括：

机架（201）和施力装置（202），所述机架（201）固定布置，所述施力装置（202）用于施加单方向的作用力；

外圈座（203）和内圈座（204），外圈座（203）用于与配对轴承（100）的外圈部分对应顶压配合，内圈座（204）用于与配对轴承（100）的内圈部分对应顶压配合；

所述外圈座（203）与机架（201）的与施力装置（202）相对的位置可拆相连或顶压配合，且内圈座（204）与施力装置（202）可拆相连或顶压配合，此时对配对轴承（100）的外圈施加第一方向的作用力；或者，所述外圈座（203）与施力装置（202）可拆相连或顶压配合，且内圈座（204）与机架（201）的与施力装置（202）相对的位置可拆相连或顶压配合，此时对配对轴承（100）的外圈施加第二方向的作用力，第一方向与第二方向相反；

测量仪还包括用于测量外圈部分、内圈部分同一端端面之间高度差的测量结构。

9.根据权利要求8所述的测量仪，其特征在于，所述外圈座（203）、内圈座（204）上均设有用于对机架（201）、施力装置（202）可拆相连的螺纹连接结构。

10.根据权利要求8或9所述的测量仪，其特征在于，所述测量结构为测量表（206），所述测量表（206）具有测量头，所述外圈座（203）上设有穿孔（205），穿孔（205）在使用时与内圈部分对应布置，穿孔（205）供测量表（206）的测量头穿过以顶压在内圈部分的端面上。

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