CN1163359A - 一种将一环件在轴上轴向固定的方法和装置 - Google Patents

Abstract

将一环件(2)，如一轴承内座圈环，连接到一轴(1)上，以主要阻止环件相对于该轴轴向移动的方法，包括以下步骤：将该环件(2)安装在该轴(1)，使环件内孔套着该轴；并且在环件(2)和轴(1)之间施加一夹紧楔形力，该力是利用一锥形锁定表面(12)相对着一基本相应的锥形表面(3)作用的并能瞬时施加的。

Description

一种将一环件在轴上轴向固定的方法和装置

本发明涉及根据后附权利要求1介绍的在轴上轴向固定一环件，如轴承内座圆环的方法。本发明还涉及实行这一固定的装置。

在一个轴上安装和定位一环、一毂盘等构件的种种方法和装置是早已了解的。特殊的困难问题是固定要由一定轴向预负荷(预加载)预拉伸的环件。例如圆锥滚子轴承就要求这样做，但此方法并不限于安装其轴承环，而是瞬时在轴向和径向锁定环件，在这瞬间环件要获得精确要求的或希望的预负荷，使环件由此以后不可能在轴上轴向滑移。通常用的固定方法一般不具备这种可能性，因为常常必须使用垫片、隔套、可变形套筒之类构件施加预负荷，因而不能确保精确施加的预负荷，不会由于未知程度的变形或在环件固定之前，例如用一锁定螺母，轴和环之间的无限制的运动而发生变化，而且用螺母锁定则还需在轴上设置一带螺纹的部分。

本发明的一个目的是提供一种方法，该方法能够以很简单的方式将一环件牢靠地固定到轴上，不允许轴向滑移，而且进行这一固定不需在轴上形成螺纹，做起来是简单的，连接必定是高度可靠的。这是应用后附权利要求1特征部分中所限定的方法取得的。

本发明的另一目的是提供一种向一个环施加一沿轴向预负荷，从而将该环即刻固定在它预负荷的位置上，不允许轴和环之间有滑移的方法，这个方法具有在权利要求2中所述的特征。

后附权利要求5-11中限定了适合应用在这些方法上的装置的实施例。

下面参照附图所示的一些实施例对本发明进行进一步介绍。附图如下：

图1在一部分剖开的示意侧视图中，示出一个轴的一部分，该轴上带有根据本发明的方法和装置固定的一环件；

图2是示出本发明稍加修改的一实施例的相应图；

图3是与图2相应的图，示出处在没有阻止在轴上的位置上的环件；

图4是一锁定元件的透视示意图，该锁定元件是图1-3中所示装置的一个部件；

图5示出与一个液压螺母一起使用的本发明装置的一修改的实施例；

图6用较大比例示出图5的细部；

图7示出用于将一预负荷圆锥滚子轴承内座圆环固定就位的根据图5的环件。

图1示出实行本发明的方法所用的本发明的装置的第一实施例。图示出轴1的一部分和安装在轴上的一环件2，轴穿过环孔伸出。在轴1的外壳表面设有一凹槽3，呈一在轴的纵向上带锥度的切口状，其图上所见的左手侧是一较深的部分，在相反的一端是一向外壳表面过渡的平滑部分。环件2设有在其内孔表面上的凹槽4，该凹槽向环件内开口，环凹槽4有一基本与轴1的凹槽3相应的圆周上的延伸和纵向长度。环凹槽4在径向向外方向上由一壁件5阻塞，但在图示的实施例中壁件5有一径向开口6，其作用将在下文加以说明。而且，壁件5有一基本径向延伸的带螺纹的穿通孔7，在其内安装一螺丝8，该螺丝可以由环件2外壳表面拧入并拧出。一个锁定元件10安装在凹槽4中，该锁定元件10具有一第一主体部11，该主体部具有一和在轴和环件中的凹槽3和4的宽度基本相当的宽度，和一比所述的凹槽长度稍短的长度。这个主体部11基本是矩形的，但在它的下侧12有一与轴1的凹槽3的形状互补的锥度形状。从锁定元件主体部分11上侧并向上延伸，即从锥度表面12离开的方向上设有短杆状件13，件13安装在环件的壁件5的径向开口6中，在此开口中被导向。如所见，环件2的凹槽4具有的径向深度，基本上与锁定元件10的基本矩形主体部分11的高度相同。通过壁件5中的孔7对着锁定件10拧入螺丝8，螺丝8的尖会压在与锥度表面12相对的锁定件10表面上，从而将锥度表面推入到轴的凹槽3中，因而使锁定件10和环件2相对于轴1在它们的位置上被轴向和径向止动(固定)。当螺丝8被向下拧到锁定位置时，这一止动是瞬间获得的。

在图2中示出一与图1所示的实施例稍加修改的实施例，在其中除了轴上的凹槽是做成具有锥度形状的圆周槽3a之外，其他元件和构件均与图1所示实施例相似。在这样的实施例中，环件2相对于轴1的瞬时锁定将产生一个牢固的轴向锁定，但同时存在环件相对于轴在圆周方向滑动的某些可能性。

图3以相应于图2的图示出锁定螺丝8是如何被拧出，因而它的尖不再抵压锁定元件10的合作表面，不再使它的锥度面12向轴中的凹槽3a突出，不再阻止环件2和轴1之间的相对轴向运动。因此，用手触动杆状件13或通过与槽3a任一边缘接触，便可使杆状件13在径向开口6中倾斜，并可沿径向从凹槽3a中取出锁定元件10。

图4的透视图中示出构成图1-3所示装置的部件那样的锁定元件10。如上所述，这一实施例的锁定元件10包括一大体是平行六面体的主体部分11，而这主体部分下侧壁12是形成锥度的，此锥度部分是由主体部分一端的厚部起，一直继续延伸到主体部分11相反一侧下面的较小的突出件12a。在锥度侧壁12的相反侧上，主体部分11有短杆状件13，该件向远离锥度侧壁12的方向突出。如可见到的，在突出件12a的自由端的底部有一稍弯曲表面，此弯曲表面是为了与轴1或其上凹槽的弯曲(曲率)相应。

图5示出一根据本发明装置的一修改的实施例，这一实施例特别适合于向一轴上的环件预施一负荷，从而瞬间将其阻止在轴上一精确的预负荷位置上。该图示出安装环件2的轴1的部分。在轴的一端有一连接装置，这里它为螺纹部分14，在本实施例中，一个液压螺母15或其他任何适当常规形式的构件拧在该螺纹部分上，该螺母与它的环形活塞16，如图所示，直接地或通过一个中间环17向环件2传送一个轴向预负荷力。

在本实施例中，环件2沿基本轴向延伸的锥形分离面2c(见图6)分成两半2a和2b。环件2的内半部2a有一基本圆筒形的内孔，而外半部2b，虽在图中示出的是有一圆筒外形，但可有任意外形。环的两半部2a和2b具有彼此相对互补的锥形表面，并且环的外半部2b的锥形表面两边邻接着两圆筒部分，其中一圆筒部分有一较小的用于被轴1导向的直径，而另一带有较大直径的相对的轴向部分包围环件内半部2a的轴向延伸的圆筒状突出部2d。这圆筒状突出部2d具有比环件内半部2a的主部的内径大的内径，因此在该突出部2d和处于安装位置的轴1之间形成一环形空间。这环形空间用来容纳一径向突出的止动环18，例如在轴上一圆周槽19中设置的一钢丝弹性挡圈，其作用是防止环件内半部2a在一个方向上的轴向移动。

在环件外半部2b中设置至少一个腔20，每个腔向环件半部2a的锥形表面2e开口；并容纳一锁定元件21，该锁定元件在所述腔20中被导向，因此它可以在被所述腔完全包围的位置和从腔20突出与环件内半部2a的锥形表面2e相接合并锁定地抵压到其上的位置之间移动。为了促使锁定元件21可靠并安全地锁定到环件内半部2a上，并从而使整个环件2锁定到轴1上，由腔20突出出来的锁定元件21的侧面22有一锥度，该锥度相应于环件内半部2a的锥形表面2e的锥度。为了确保锁定元件21不会在腔20中错位，最好将这个腔和/或锁定元件21设计成这样：使锁定元件21仅能就位在使其锥形表面处于正确方向的位置上。设置至少一个上紧装置，在所示的实施例中是一锁定螺丝8，使得允许在锁定元件21和环件内半部2a之间容易施加一个楔形力。

根据图5和6的实施例，以很可靠的方式，可以通过液压螺母15向环件2施加一希望的预负荷，这一负荷经由中间环17作用在环件外半部2b上，并且，在不先解除由液压螺母等施加的轴向力的情况下，经由上紧装置8施加一个作用在锁定元件21上的足够的楔形力，使环件2瞬间即阻止(固定)在轴1上。

图7示出：如何用根据图5设置的分开的环件2和液压螺母15，向圆锥滚子轴承23施加一预负荷，从而中间环17将液压螺母的力传送到环件2，环件2进而又紧压到轴承23的内座圈环24上，轴承23的外座圈环25抵靠着轴承箱27中的固定的止动表面26，从而经由圆锥滚子的媒介该轴向力在轴承中建立起一预负荷。当在预负荷达到希望的大小时，如利用经一导管连接到液压螺母15上的压力计28的读数来确定，操作环件的上紧装置8使锁定元件21在环件2的组件之间施加一锁定楔形力，从而立刻也将轴承内座圈锁定在一位置上，其中轴承23具有一希望的内部预负荷。当获得这一锁定之后，可以除去液压螺母15的轴向力，并可将液压螺母由轴1上取下。

本发明不限于所图示和介绍的实施例，而在后附的权利要求范围之内可以进行许多修改和变化。如上紧装置在图示和介绍中是螺丝，但这些上紧件例如可以是用工具可调节的偏心装置，或其他上紧装置。

而且，环件可与轴承内座圈环是一体的，或它只是一个止动件，作用是阻止分立的轴承座圈环等在一轴向方向上的轴向移动。通过以适当的方式选择锥形锁定表面的锥度角，可以获得一自制动(自锁)接合，这也阻止在相反的轴向上的移动。

虽然在图中仅示出一个锁定元件，但应看到在很多实施例中有多于一个的锁定元件是方便的，例如在环件的圆周上均匀地分布三个锁定元件。

Claims (11)

1.一种将一环件(2)，如一轴承内座圆环，连接到一轴(1)上，以主要阻止该环件相对于该轴发生轴向移动的方法，

其特征在于，它包括以下步骤：

将环件(2)装在轴(1)上，使环件内孔套在轴上；

在环件(2)和轴(1)之间施加一夹紧楔形力，该力是利用锥形锁定表面(12；22)对着基本相应的锥形表面(3，3a；2e)作用的，并是瞬时可施加的。

2.一种在一环件(2)上，如靠着一固定安装的限制轴向运动的装置安装在轴(1)上的一轴承内座圈环，施加并保持一预负荷，并瞬间地将该环件锁定在轴(1)上，使其不轴向移动的方法，

其特征在于，它包括以下步骤：

将环件(2)装在轴(1)上，使环件内孔套在轴上，

通过一轴向作用力向环件(2)施加一预负荷，

并且在环件(2)和轴(1)之间施加一夹紧楔形力，该力是利用一锥形锁定表面(22)对着基本相应的锥形表面(2e)作用的，并是瞬时可施加的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

利用一基本沿轴向锥形表面(2c)分开成两个半部(2a，2b)的环件(2)，并在环件外半部(2b)中设置的可移动的一锁定元件(21)和环件内半部(2a)的外锥形表面(2e)之间施加一楔形力。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

直接在轴(1)上提供所述的基本相应的锥形表面(3，3a)，

经由安在所述环件(2)一座位中的至少一个分立的锁定元件(10)向该相应的锥形表面施加所述的加紧楔形力，该锁定元件可借助一个上紧装置(8)向着和离开所述相应锥形表面移动。

5.一种将一带内孔的环件(2)安装在一轴(1)上、使该轴穿过该环件(2)内孔的方法，

其特征在于，

该装置包括至少一个被环件(2)束缚的并带有一锥形接触表面(12，22)的锁定件(10；21)，在上紧装置(8)的作用下，该锁定件(10，21)向该轴偏转，并设置成径向地压靠在至少一个相对的锥形表面(3，3a，2e)上，该至少一个相对的锥形表面(3，3a，2e)设置成至少相对于该轴(1)不能轴向位移。

6.根据权利要求5所述的装置，

其特征在于，该相对的锥形表面(3，3a)是直接设置在轴(1)上的。

7.根据权利要求5所述的装置，

其特征在于，该相对的锥形表面(3)是由设置在轴(1)上的一个凹槽构成的。

8.根据权利要求5所述的装置，

其特征在于，该相对的锥形表面(3a)是由设置在轴(1)上的一个圆周槽构成的。

9.根据权利要求5所述的装置，

其特征在于，该环件(2)被沿一基本轴向锥形表面(2c)分成一环件内半部(2a)和一环件外半部(2b)，该锁定元件(21)设置在环件外半部(2b)的一座位中，并被设置成向所述环件内半部(2a)的一锥形表面(2e)传送所述夹紧楔形力。

10.根据权利要求5所述的装置，

其特征在于，该环件内半部(2a)是依靠着该轴(1)而轴向固定的。

11.根据权利要求10所述的装置，

其特征在于，该套(2a)通过插入在轴(1)圆周槽(19)中并顶着所述套的径向壁的一个锁定环(18)，被保持在一相对于轴(1)沿一个方向被轴向固定的位置上。

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