CN115585187A - 一种轴承支撑的传动轴系及其传动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承支撑的传动轴系及其传动设备，属于传动轴系领域。轴承支撑的传动轴系包括轴座，传动主轴通过两支撑轴承安装在轴座内，并且传动主轴在其轴向上构成两支撑轴承的传动部件。传动轴系其中一个轴承配置有预紧力调节机构，其具有与动力源接通的顶推件，顶推件与支撑轴承顶紧。当需要在传动轴系运转状态下调整预紧力时，改变顶推件的顶紧力大小，顶推件将变化的顶紧力从轴支撑结构的一侧由传动主轴传递至另一侧，以此来实现预紧力的无级调节。本发明可以解决传统传动轴系及其设备在轴系安装完成后，难以在不拆卸轴系部件或轴系运行的状态下调节预紧力的问题。

Description

一种轴承支撑的传动轴系及其传动设备

技术领域

本发明属于传动轴系领域，特别是涉及一种轴承支撑传动轴系及其传动设备。

背景技术

目前，传动轴系多选用滚动轴承支撑，在设计时往往需要考虑滚动轴承的轴向预紧力。重预紧力能给转轴等旋转部件提供较大的刚度与较大的旋转精度，但会增大轴承内部的摩擦损耗，加剧发热使轴承寿命缩短；而轻预紧力在保证转轴高速运行时，也会因内部间隙变大产生振动和噪声。因此有必要采用合适的预紧力以保证轴系始终在良好的旋转精度下工作，提高轴系的可靠性。传统方式下滚动轴承的轴向预紧力分为定压预紧与定位预紧，这两种预紧方式在完成设计安装之后均无法改变预紧力，因此有可能会在轴系运转时无法适应具体运行工况，出现发热卡死、预紧力不足或过大的情况，影响轴系的传动精度或是导致轴系卡死。

在授权公告号为CN214101053U，授权公告日为2021年8月31日的中国实用新型专利中公开了一种电机预紧装置，可通过在停机状态下拆卸轴系部件并更换不同尺寸的预紧部件分级调整对轴承提供的预紧力，更换预紧部件时需要停机，无法在轴系运行状态下进行预紧力调整。

因此，如何提供一种可以在运行状态下根据运行工况在线调节轴承预紧力且无需拆卸轴系部件的传动轴系结构及其设备为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预紧力可在线调节，无需拆卸部件的传动轴系结构，以解决现有技术中传动轴系的预紧力无法在运行中调节，调整时需拆卸部件的技术问题。

同时，本发明的目的还在于提供一种使用上述传动轴系结构的传动设备。

为实现上述目的，本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的技术方案是：一种轴承支撑的传动轴系，包括轴座以及通过两支撑轴承安装在轴座上的传动主轴，两轴承被沿同一方向压紧于轴座，其中一个轴承配置有预紧力调节机构，所述预紧力调节机构包括用于顶推轴承以增大被顶推轴承与轴座间预紧力的顶推件，所述顶推件具有位于轴座之外的动力接口，所述传动主轴在其轴向上构成两支撑轴承的传动部件。

有益效果是：本发明所提供的轴承支撑的传动轴系设有预紧力调节机构，动力源可通过动力接口连通至预紧力调节机构的顶推件，顶推件与其中一个支撑轴承顶紧，将变化的顶紧力传递至该支撑轴承，进一步将力传递至传动主轴，传动主轴再将力传递至另一支撑轴承，由此实现对传动轴系预紧力的在线调整，轴系预紧力的大小取决于顶推件的顶紧力大小。当需要在传动轴系运转状态下调整预紧力时，改变顶推件的顶紧力大小即可实现预紧力大小的调整，调整过程中无需停机，也无需拆解轴系部件。

作为进一步地改进，所述预紧力调节机构为压力驱动机构，包括缸体及安装于所述缸体的伸缩件，所述顶推件由所述伸缩件构成。

有益效果是：压力驱动机构结构简单，施压过程更加平滑，且可在施压限度内任意压力值保压，进而便于实现预紧力的无级调节。压力驱动机构的伸缩件作为预紧力调节机构的顶推件，简化结构布置，可使传动轴系内部结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述顶推件为套筒件，环套所述传动主轴布置。

有益效果是：套筒件的环形结构受力均匀，有利于向支撑轴承均匀的施加顶紧力。

作为进一步地改进，所述伸缩件的外壁上同轴设有与所述缸体配合的活塞环结构。

有益效果是：设置活塞环结构更易在顶推件靠近动力接口的一侧形成密封压力腔。

作为进一步地改进，所述缸体由在所述轴座内开槽后形成。

有益效果是：缸体通过轴座内侧的开槽形成，可以简化传动轴系内部的结构布置，使其内部结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述缸体的壁上设有与其缸孔配合的压力通道，所述动力接口由所述压力通道的外端口构成。

有益效果是：缸体壁上设置与缸孔配合的压力通道，并且动力接口由压力通道外端口构成，简化预紧力调节机构的结构，使其结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述动力接口上安装有压力接头。

有益效果是：压力接头安装在动力接口上并可连通外界动力源，进一步保证预紧力调节机构与动力源之间的可靠连接。

作为进一步地改进，所述顶推件沿传动主轴的轴向顶推其中一个支撑轴承，所述传动主轴上于反方向上在另一轴承的一侧设置有挡止结构而与该轴承传动连接。

有益效果是：在传动主轴上另一轴承一侧设置挡止结构并与其传动连接，便于将传动主轴上的力有效传递至另一轴承，提高预紧力施加的可靠性。

作为进一步地改进，所述挡止结构为环状凸台。

有益效果是：环状凸台结构简单，易于传动主轴的加工，同时可作为传动主轴的轴环保证主轴运转的稳定性。

本发明所提供的传动设备的技术方案是，一种传动设备，包括轴承支撑的传动轴系，所述传动轴系为上述的轴承支撑的传动轴系。

有益效果是：本发明所提供的传动设备的传动轴系设有预紧力调节机构，动力源可通过动力接口连通至预紧力调节机构的顶推件，顶推件与其中一个支撑轴承顶紧，将变化的顶紧力传递至该支撑轴承，进一步将力传递至传动主轴，传动主轴再将力传递至另一支撑轴承，由此实现对传动轴系预紧力的在线调整，轴系预紧力的大小取决于顶推件的顶紧力大小。当需要在传动轴系运转状态下调整预紧力时，改变顶推件的顶紧力大小即可实现预紧力大小的调整，调整过程中无需停机，也无需拆解轴系部件。

作为进一步地改进，所述预紧力调节机构为压力驱动机构，包括缸体及安装于所述缸体的伸缩件，所述顶推件由所述伸缩件构成。

有益效果是：压力驱动机构结构简单，施压过程更加平滑，且可在施压限度内任意压力值保压，进而便于实现预紧力的无级调节。压力驱动机构的伸缩件作为预紧力调节机构的顶推件，简化结构布置，可使传动轴系内部结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述顶推件为套筒件，环套所述传动主轴布置。

有益效果是：套筒件的环形结构受力均匀，有利于向支撑轴承均匀的施加顶紧力。

作为进一步地改进，所述伸缩件的外壁上同轴设有与所述缸体配合的活塞环结构。

有益效果是：设置活塞环结构更易在顶推件靠近动力接口的一侧形成密封压力腔。

作为进一步地改进，所述缸体由在所述轴座内开槽后形成。

有益效果是：缸体通过轴座内侧的开槽形成，可以简化传动轴系内部的结构布置，使其内部结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述缸体的壁上设有与其缸孔配合的压力通道，所述动力接口由所述压力通道的外端口构成。

有益效果是：缸体壁上设置与缸孔配合的压力通道，并且动力接口由压力通道外端口构成，简化预紧力调节机构的结构，使其结构更加紧凑。

作为进一步地改进，所述动力接口上安装有压力接头。

有益效果是：压力接头安装在动力接口上并可连通外界动力源，进一步保证预紧力调节机构与动力源之间的可靠连接。

作为进一步地改进，所述顶推件沿传动主轴的轴向顶推其中一个支撑轴承，所述传动主轴上于反方向上在另一轴承的一侧设置有挡止结构而与该轴承传动连接。

有益效果是：在传动主轴上另一轴承一侧设置挡止结构并与其传动连接，便于将传动主轴上的力有效传递至另一轴承，提高预紧力施加的可靠性。

作为进一步地改进，所述挡止结构为环状凸台。

有益效果是：环状凸台结构简单，易于传动主轴的加工，同时可作为传动主轴的轴环保证主轴运转的稳定性。

附图说明

图1为本发明轴承支撑的传动轴系实施例1的结构示意图；

附图标记说明：

1、传动主轴；2、轴承外圈压盖；3、第二支撑轴承；4、压力接头；5、第二支承轴承座；6、传动轴系壳体；7、第一活塞密封；8、腔体；9、伸缩件；10、第二活塞密封；11、缸体；12、第三活塞密封；13、第一支承轴承座；14、第一支撑轴承；15、轴端压盖；16、外侧密封盖；17、内圈隔套。

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了，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，可能出现的术语如“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实际的关系或者顺序。而且，术语如“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……”等限定的要素，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，或者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。

本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的具体实施例1：

轴承支撑的传动轴系结构如图1所示，包括有传动轴系结构和其内部预紧力调节机构，传动轴系结构包括传动主轴1，传动主轴1过盈装配在第一支撑轴承14及第二支撑轴承3上，第一支撑轴承14与第二支撑轴承3背向设置，可增加轴承径向和轴向的支承角度刚性，使其抗变形能力增大。

本实施例中，传动主轴上固定套装有内圈隔套17，内圈隔套17内周面中段的直径略大于内周面两端，在中段位置与传动主轴1形成间隙，减小内圈隔套17与传动主轴1的接触面积进而减小二者间的摩擦力，便于将内圈隔套17套装在传动主轴1上。内圈隔套17两端分别与第一支撑轴承14和第二支撑轴承3的内圈压紧，用于限制第一支撑轴承14与第二支撑轴承3之间的相对位置，避免二者相互靠近，保证轴系运转的稳定性。

本实施例中，轴座由第一支承轴承座13与第二支承轴承座5组成，第一支撑轴承14的外圈固定安装在第一支承轴承座13内，第二支撑轴承3的外圈固定安装在第二支承轴承座5内，并且第二支撑轴承5外圈远离传动主轴1环状凸台一侧与第二支承轴承座5上的凸起结构相压紧，限制第二支撑轴承3向远离环状凸台方向的移动。第二支撑轴承3的内圈靠近环状凸台的一侧与传动主轴1的环状凸台相压紧，用于将力从传动主轴1上传递至第二支撑轴承3，并且限制第二支撑轴承3移动。

本实施例中，轴承支撑的传动轴系内部的预紧力调节机构为设置于轴座与传动主轴1之间的压力驱动机构，其两端分别是第一支承轴承座13与第二支承轴承座5。压力驱动机构的缸体11由轴座开槽后形成，其外周面与传动轴系壳体6的内周面压紧，并且缸体11与第一支承轴承座13螺纹连接。

本实施例中，预紧力调节机构内设有伸缩件9，伸缩件9为套装在传动主轴1上的套筒结构，作为预紧力调节机构的顶推件，其外壁上同轴设置有环状突起结构作为活塞环。该顶推件安装于第一支承轴承座13与第二支承轴承座5的避让台阶之间，伸缩件9分别与第一支承轴承座13与第二支承轴承座5的避让台阶间隙配合，并且可在间隙内沿其轴向相对移动，用以增大预紧力调节区间，同时避免支撑轴承过度受压而损坏。

本实施例中，伸缩件9作为顶推件，将第一支撑轴承14的外圈顶紧，并且其内周面与内圈隔套17留有一定距离，使得伸缩件9可将力传递至第一支撑轴承14，并且不接触传动主轴1与内圈隔套17，即在轴系运转时不与之一起转动。

本实施例中，预紧力调节机构的缸体11内周面靠近第二支承轴承座5一端为环状突起，其上设有第一活塞密封7，伸缩件9外周面的活塞环上设有第二活塞密封10，所述环状突起与活塞环之间的间隔构成腔体8，并且由第一活塞密封7及第二活塞密封10保证腔体8的密封性。

本实施例中，预紧力调节机构的缸体11靠近第一支承轴承座13一侧还设有一环状密封结构，该环状密封结构上装有第三活塞密封12，用于防止第一支撑轴承14的润滑油渗入腔体8。

本实施例中，第二支承轴承座5上开设有通孔，通孔靠近外界一侧端口为动力接口，并连通外界，另一端直至预紧力调节机构的缸体11，预紧力调节机构的缸体11上开设有L形通孔，该通孔一端连通至预紧力调节机构的腔体8，另一端与第二支承轴承座5上的通孔连通，两通孔构成压力通道，使腔体8连通大气。动力接口上安装有压力接头4，压力接头4上外接压力气源，使一定压力的气体通过压力接头4由压力通道注入腔体8。

本实施例中，传动主轴1靠近第二支撑轴承14的一侧轴肩上螺纹连接有与传动主轴1同轴同步转动的轴端压盖15，轴端压盖15向第一支撑轴承14一侧沿传动主轴1周面设有延伸段，延伸段与第一支撑轴承14压紧，便于保证第一支撑轴承14将力传递至传动主轴1，轴端压盖15既可保证力的稳定传递，避免额外设置传力结构，简化传动轴系结构布置，也可利用轴端压盖15防止传动主轴1轴向窜动。

本实施例中，轴端压盖15径向外侧还设有外侧密封盖16，外侧密封盖16通过螺纹连接于第一支承轴承座13上，外侧密封盖16与轴端压盖15之间可相对转动。外侧密封盖16与第一支撑轴承14外圈之间留有一定间隙。

本实施例中，第二支承轴承座5上还螺纹连接有轴承外圈压盖2，轴承外圈压盖2与第二支撑轴承3外圈压紧，保证传动主轴的稳定运转，同时限制第一支撑轴承处于固定位置，防止传动主轴轴向窜动。

通过上述轴承支撑的传动轴系结构，可使传动轴系在停机或者运转状态下随时无级调节两支撑轴承间的预紧力大小。当需要增大传动轴系预紧力时，一定压力的气体可从压力接头4内输入，沿压力通道注入腔体8，腔体8内气体压强增大迫使伸缩件9向第一支撑轴承14方向顶推并将力从伸缩件9传递至第一支撑轴承14，进而同向顶推第一支撑轴承14，第一支撑轴承14进一步将力传递至传动主轴1，传动主轴1的环状凸台与第二支撑轴承3压紧，从而将力传递至第二支撑轴承3，最终完成预紧力施加。当需要减小传动轴系预紧力时，适当减小腔体8的气体压强即可，力的传递路线相同。预紧力的大小由腔体8的压强及活塞环面积的乘积决定，改变腔体8的压强即可改变预紧力的大小。

本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的具体实施例2：

本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1中，压力驱动机构为气压驱动。在本实施例中，预紧力调节机构也可设为液压驱动或油压驱动机构或电推杆驱动机构。

本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的具体实施例3：

本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1中，预紧力调节机构的顶推件为套筒结构。在本实施例中，顶推件也可设为均布在第一支撑轴承14一侧的气压驱动的若干杆状结构。

本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的具体实施例4：

本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1中，预紧力调节机构为单一设置的气压驱动机构，其顶推件为套筒结构。在本实施例中，预紧力调节机构可以为均布在传动主轴一周的多个气压驱动机构或液压驱动机构或电推杆驱动机构，其顶推件为杆状结构。

本发明所提供的轴承支撑的传动轴系的具体实施例5：

本实施例与实施例1的区别主要在于：实施例1中，支撑轴承为一对角接触球轴承背向安装。在本实施例中，支撑轴承也可设为一对两两串联的角接触球轴承背向安装或一对圆锥滚子轴承背向安装。

本发明所提供的使用上述传动轴系结构的传动设备的具体实施例1：

该传动设备包括轴承支撑的传动轴系，传动轴系的结构如图1所示，与本发明的轴承支撑的传动轴系的实施例1的结构相同，此处不予赘述。在本发明的传动设备的其它实施例中，传动轴系还可以为本发明的传动设备的其它实施例的结构。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，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地说明，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地修改，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)

1.一种轴承支撑的传动轴系，包括轴座以及通过两支撑轴承安装在轴座上的传动主轴(1)，其特征在于，两轴承被沿同一方向压紧于轴座，其中一个轴承配置有预紧力调节机构，所述预紧力调节机构包括用于顶推轴承以增大被顶推轴承与轴座间预紧力的顶推件，所述顶推件具有位于轴座之外的动力接口，所述传动主轴(1)在其轴向上构成两支撑轴承的传动部件。

2.根据权利要求1所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述预紧力调节机构为压力驱动机构，包括缸体(11)及安装于所述缸体的伸缩件(9)，所述顶推件由所述伸缩件(9)构成。

3.根据权利要求2所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述顶推件为套筒件，环套所述传动主轴(1)布置。

4.根据权利要求2所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述伸缩件(9)的外壁上同轴设有与所述缸体(11)配合的活塞环结构。

5.根据权利要求2或3所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述缸体(11)由在所述轴座内开槽后形成。

6.根据权利要求5所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述缸体(11)的壁上设有与其缸孔配合的压力通道，所述动力接口由所述压力通道的外端口构成。

7.根据权利要求6所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述动力接口上安装有压力接头(4)。

8.根据权利要求1-3任一项所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述顶推件沿传动主轴(1)的轴向顶推其中一个支撑轴承，所述传动主轴(1)上于反方向上在另一轴承的一侧设置有挡止结构而与该轴承传动连接。

9.根据权利要求8所述的轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述挡止结构为环状凸台。

10.一种传动设备，包括轴承支撑的传动轴系，其特征在于，所述轴承支撑的传动轴系为权利要求1-9任一项所述的轴承支撑的传动轴系。

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