CN114165523B - 一种轴承双密封自动精确压装工装及其压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承双密封自动精确压装工装及其压装方法，涉及一种深沟球轴承密封件压装装置包括固定座和压进工装，所述压进工装包括外圈定位器和内圈定位器，所述外圈定位器和所述内圈定位器之间设置有密封件推进器和密封件压装腔，所述密封件推进器包括前密封件推杆、后密封件推杆和推进器。还包括利用上述装置进行密封件压装的方法。与现有技术相比，本申请在密封件压装过程中减少了密封件的受力复杂度，由不可预知受力改为可预知受力，降低了了密封件的装配误差和变形，提高了轴承性能，使其更适应高速运转环境。

Description

一种轴承双密封自动精确压装工装及其压装方法

技术领域

本发明涉及一种深沟球轴承密封件压装装置，尤其是深沟球轴承双密封件的压装。

背景技术

深沟球轴承是应用最广泛的一种滚动轴承，其特点是摩擦阻力小，转速高，能用于承受径向负荷或径向和轴向同时作用的联合负荷的机件上，也可用于承受轴向负荷的机件上。例如小功率电动机、变速箱、仪器仪表、电机、家用电器、内燃机、交通车辆、农业机械、建筑机械、工程机械、汽车及拖拉机变速箱、机床齿轮箱，一般机器、电动工具等。深沟球轴承的密封主要有两个作用，一是防止外界的污物，如金属颗粒、灰尘污垢、水分、酸气等侵入轴承；二是防止轴承内部的润滑剂溢出，以保证良好的润滑。随着使用环境的变化以及对深沟球轴寿命和转速要求的提高，对深沟球轴承的密封也要求提出了更加苛刻的要求。现有的深沟球轴承的密封方式逐渐由开放式结构到单密封结构到多密封结构的转变。

对于多密封深沟球轴承（主要为双密封深沟球轴承），其多层密封结构能保证深沟球轴承在恶劣以及高速环境下的正常使用。但是现有的多密封深沟球轴承的密封设计非常复杂，而复杂的设计增加了密封圈压入深沟球轴承的装配难度和精度。而大多数深沟球轴承体型不大，在装配密封件时通常将多密封结构一次性装配完成。从理论上来说多密封深沟球轴承的每个密封部件分别贴靠外圈或内圈，要求在装配时仅对贴靠的外圈或内圈产生作用力，而一次性装配时会同时对外圈和内圈产生作用力，因此每个密封件的装配精度会出现零点几丝至几十丝的误差（密封件本身的结构复杂度也对装配误差有影响，越复杂，装配误差越大）。这种误差在中低速运行时对深沟球轴承的寿命和性能影响不大，但是在高速、超高速运转如Dnm值超过60万时，这种误差使其无法达到中低转速时的密封效果或者造成轴承内部异常高温影响轴承的寿命和性能，速度更高时此现象更加明显。这也是多密封结构的理论密封效果和实际密封效果出现背离的原因之一。更进一步的这种装配上的误差以及材料和工艺上的技术限制，使得国产深沟球轴承很难稳定工作。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种轴承双密封自动精确压装方法以及一种轴承双密封自动精确压装工装，本方法和本装置将双密封轴承密封件的压装方法从一次性压装改为顺序压装，解决了现有技术中一次性密封双密封件装配误差大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种轴承双密封自动精确压装方法，包括以下几个步骤：

步骤A：将密封件按照与轴承的固定位置依次放入到压进工装内；

步骤B：对压进工装内的密封件进行预定位；

步骤C：对轴承进行固定；

步骤D：对密封件进行压装，密封件压装时密封件之间具有时间差，且每个密封件都具有独立的压进力，密封件独自压入轴承内、外圈的最后位置；

步骤E：压装结束后，才释放所有压进力。

优选的，上述技术方案中，对第一件密封件进行压装时，如果第一件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第一件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第一密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装。

优选的，上述技术方案中，对第二件密封件进行压装时，如果第二件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第二件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第二密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装。

优选的，上述技术方案中，压进力施加于最靠近密封件可接触面沿质心运动方向的延长线上。

以及一种轴承双密封自动精确压装工装，包括固定座和压进工装，所述压进工装包括外圈定位器和内圈定位器，所述外圈定位器和所述内圈定位器之间设置有密封件推进器和密封件预压装腔，所述密封件推进器包括前密封件推杆、后密封件推杆和推进器。

优选的，上述技术方案中，所述的密封件推进器上设置有复位弹簧。

优选的，上述技术方案中，还包括与所述密封件压装腔相配合的压合推盖，通过压合推盖预先保持所述密封件之间的精确位置。

优选的，上述技术方案中，所述的压进工装上设置有连通外界与密封件压装腔的通气孔防止压入时憋气或回弹时滞涩。

优选的，上述技术方案中，所述的前密封件推杆和所述的后密封件推杆上设置有可拆卸接触器。

本申请公开的是深沟球轴承双密封件封装的方法和装置，本申请的核心思想是封装时密封件单独压装以及密封件压装时密封件单独受力固定。深沟球轴承的密封件在封装时，轴承的内圈、外圈、保持架和球体都已装配完成，此时轴承虽然可以视为一个整体，但是内圈和外圈并不是刚性固定，双密封深沟球轴承的密封件分别贴靠密封内圈和外圈以及之间通过密封唇相互贴靠密封。公知的在工程上越复杂的结构其可靠性越低，因此双密封件在安装时的误差比单密封件大，尤其是通过现有技术一次密封使得双密封件在封装时会同时产生具有三个受力面，三个受力面会相互影响造成不预测的装配误差；不仅如此，由于密封件结构复杂以及材料混合，同时对两个密封件压装时，两个密封件的受力面并不是其质心运动方向的延长线上，既可视为受力“不均”，这也会造成装配误差。这种误差在中低速运行中基本难以呈现，可以忽略，但在高速运行过程中这些误差就会和其他问题结合造成不能接受的后果，如密封唇接触过盈不均匀、磨损加剧、失效、发热、共振等问题。

本申请解决这些问题的思路是密封件单独顺序安装，单独安装的好处是每次安装时密封件受力可控，每次密封件最后只有两个受力面，即使第二密封件对第一密封件产生压力也可以预调第一件密封件受力强度，做到第一密封件和第二密封件联动，减少压装误差。更进一步的，本申请方法不仅可以用于双密封压装，还可以用过多密封压装，其思路是一致的。另外由于本申请采用单密封件压装，既表示每个密封件具有单独的压装工作，那么就可以为每个密封件匹配单独的受力面，做到尽可能的将压进力施加于最靠近密封件可接触面沿质心运动方向的延长线上，减少误差和变形。两个密封圈压入轴承内、外圈的最后位置靠压装部件之间的精确尺寸来保证。这远比现有一次性密封件全贴靠压装优越。

另一方面，本申请采用“点对点”的压装方式，即密封件受力于外圈，则压装时仅对外圈固定；密封件受力于内圈，则压装时仅对内圈固定；密封件同时受力于外圈和内圈则压装时对外圈和内圈同时固定。这样可以简化在压装时的受力关系，即无论在何条件的压装过程中，每次压装可视为一个需要压装的密封件和一个待压装的轴承整体，相比一次性压装时复杂的受力关系，这种简化经过计算后的调整，可大幅降低压装时的误差和变形。

与现有技术相比，本申请在密封件压装过程中减少了密封件的受力复杂度，由不可预知受力改为可预知受力，降低了了密封件的装配误差和变形，提高了轴承性能，使其更适应高速运转环境。

附图说明

图1为本发明密封件放入压进工装时状态示意图。

图2为本发明密封件放入压进工装后压合时状态示意图。

图3为本发明密封件压装前状态示意图。

图4为本发明密封件压装后状态示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1至图4所示，一种轴承双密封自动精确压装工装，包括固定座和压进工装，所述压进工装包括外圈定位器1和内圈定位器2，所述外圈定位器1和所述内圈定位器2之间设置有密封件推进器和密封件压装腔5。密封件压装腔5三面由外圈定位器1、密封件推进器和内圈定位器2环绕且具有开口。

所述密封件推进器包括前密封件推杆3、后密封件推杆4和推进器7，所述的前密封件推杆3和所述的后密封件推杆4上设置有可拆卸的接触器，在使用时也可不安装接触器，接触器造型根据不同的密封件形状进行改变。接触器的作用是让前密封件推杆3和后密封件推杆4对密封件的压进力施加于最靠近密封件可接触面沿质心运动方向的延长线上。

前密封件推杆3上设置有上限位部和下限位部，下限位部与后密封件推杆4卡合，使得前密封件推杆3和后密封件推杆4同动，上限位部与外圈定位器1之间设置有复位弹簧6，当压装结束后密封件推进器在复位弹簧6作用下复位。推进器7作用于前密封件推杆后端对密封件推进器施加推进力。前密封件推杆3和后密封件推杆之间可以设置额外的推进气缸或弹簧，也可以不设置。两个密封圈压入轴承内、外圈的最后位置靠1和6，以及4和6部件之间的精确尺寸来保证。

压进工装上设置有连通外界与密封件压装腔的通气孔，通气孔一般设置在前密封件推杆3上。

当为双边密封件压装时，单独的固定座可以省略，对边压装装置101可以视为固定座，当为单边压装时，需要固定座对轴承进行固定，在图3和图4中因为具有额外的对边压装装置101，则省略了固定座。

使用前，根据密封件结构类型以及轴承型号选择外圈定位器和内圈定位器大小形状，调节密封件推进器的推进力，调整前密封件推杆、后密封件推杆的长度以及它们之间的相对长度，选择是否需要加装接触器。随后将密封件依次放入到密封件压装腔内，通过压合推盖8保证密封件在密封件压装腔内的相对位置，并使两个密封件精确预装定位。此时前密封件推杆、后密封件推杆或者加装在它们上的接触器最靠近密封件可接触面沿质心运动方向的延长线上。

然后压装工装工作，让外圈定位器和内圈定位器分别固定轴承外圈和轴承内圈。密封圈压装时，即使前密封件推杆和所述的后密封件推杆同动，但在相对长度差或者相对密封件形状差异或前密封件推杆和所述的后密封件之间额外动力源的作用下密封件再被压装时会出现顺序差，其遵守的规则为：对第一件密封件进行压装时，如果第一件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第一件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第一密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装；对第二件密封件进行压装时，如果第二件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第二件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第二密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装。简单来说，无论压装哪个密封件，在压装的过程中外圈定位器和内圈定位器对密封件要接触的内圈或者外圈施加外力而不仅仅是固定，压装结束后施加的外力撤回。两个密封圈压入轴承内、外圈的最后位置靠1和6，以及4和6部件之间的精确尺寸来保证。进一步的，如果第一密封件固定在外圈上，第二密封件需要同时固定在第一密封件和内圈时，可视为第二密封件需要同时固定于轴承外圈和轴承内圈。

为了排除气压的影响，在前密封件推杆内可设置通气孔，让内外压力平衡。

本发明实施例公开的是双密封件的压装工装和方法，沿用本申请思路，可延伸至多密封件的压装工装和方法。

Claims (9)

1.一种轴承双密封自动精确压装方法，其特征为，包括以下几个步骤：

步骤A：将密封件按照与轴承的固定位置依次放入到压进工装内；

步骤B：对压进工装内的密封件进行预定位；

步骤C：对轴承进行固定；

步骤D：对密封件进行压装，密封件包括第一件密封件和第二件密封件，密封件压装时，第一件密封件通过前密封件推杆压装，第二件密封件通过后密封件推杆压装，第一件密封件和第二件密封件都具有独立的压进力，密封件独自压入轴承内、外圈的最后位置，密封件压装时，即使前密封件推杆和后密封件推杆同动，但在相对长度差或者相对密封件形状差异或前密封件推杆和后密封件之间额外动力源的作用下密封件在被压装时会出现顺序差；

步骤E：压装结束后，才释放所有压进力。

2.根据权利要求1所述的一种轴承双密封自动精确压装方法，其特征为，对第一件密封件进行压装时，如果第一件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第一件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第一密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装。

3.根据权利要求1所述的一种轴承双密封自动精确压装方法，其特征为，对第二件密封件进行压装时，如果第二件密封件固定于轴承外圈，则先固定轴承外圈再进行压装；如果第二件密封件固定于轴承内圈，则先固定轴承内圈再进行压装，如果第二密封件同时固定于轴承外圈和轴承内圈；则同时固定轴承外圈和轴承内圈再进行压装。

4.根据权利要求1所述的一种轴承双密封自动精确压装方法，其特征为，压进力施加于最靠近密封件可接触面沿质心运动方向的延长线上。

5.一种用于权利要求1所述的轴承双密封自动精确压装方法的轴承双密封自动精确压装工装，包括固定座和压进工装，其特征为，所述压进工装包括外圈定位器和内圈定位器，所述外圈定位器和所述内圈定位器之间设置有密封件推进器和密封件压装腔，所述密封件推进器包括前密封件推杆、后密封件推杆和推进器。

6.根据权利要求5所述的一种轴承双密封自动精确压装工装，其特征为，所述的密封件推进器上设置有复位弹簧。

7.根据权利要求5所述的一种轴承双密封自动精确压装工装，其特征为，还包括与所述密封件压装腔相配合的压合推盖，通过压合推盖预先保持所述密封件之间的精确位置。

8.根据权利要求5所述的一种轴承双密封自动精确压装工装，其特征为，所述的压进工装上设置有连通外界与密封件压装腔的通气孔防止压入时憋气或回弹时滞涩。

9.根据权利要求5所述的一种轴承双密封自动精确压装工装，其特征为，所述的前密封件推杆和所述的后密封件推杆上设置有可拆卸接触器。