CN1220354A - 轴承组件中的装置 - Google Patents

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Abstract

一种适于以干涉配合装在圆柱形轴上的滚动轴承组件包括:一个具有外座圈和设有带锥度的孔的内座圈的滚动轴承和一个具有圆孔和外包络面的套筒,该外包络面的锥度基本相应于内座圈孔的锥度。一个凸缘构件以轴向固定的方式安装在套筒上的槽中,并设有一个或多个轴向通孔,其用于安装推动构件,推动构件适于移向内座圈,从而在套筒的锥形包络面上向上移动内座圈。

Description

轴承组件中的装置
本发明涉及滚动轴承组件。更具体来说，本发明涉及一种轴承组件，它包括适于以干涉配合安装在轴上且其后可拆下的带锥孔的自位滚动轴承。
自位轴承如双列滚珠轴承或双列球面滚柱轴承一般是以干涉配合安装的。这种轴承的传统安装是通过下述方式完成的：将轴承推在套筒上，借助钩扳手将连接套筒的锁紧螺母拧在套筒的螺纹上。通过将锁紧螺母拧过一定的拧紧角，将轴承压在套筒的锥座上直至需要的干涉配合。其结果是使轴承具有可在表格上找到的残余间隙。
由于必须将锁紧螺母围绕套筒圆周转动，因而上述安装需要很大的拧紧力，从而以螺母转动和套筒螺纹的螺距所决定的速度将轴承内座圈推靠在套筒上。这使得为实现预定的干涉配合和预定的轴承残余间隙而进行的传统的安装工作很困难。另外，为了可靠、精确地实现正确的安装，这种传统的安装工作需要专业技术人员。
因而需要一种轴承组件，它能够比其它公知类型的轴承组件较为容易地实现预定的干涉配合和预定的轴承残余间隙。
另外还需要一种轴承组件，它不需要特别的技术人员就能够可靠、精确地实现正确的安装。
本发明提供一种轴承组件，与其它公知组件相比较，其结构使滚动轴承的安装能够高精度地实现且需要较小的力就可将座圈推在套筒上，并且能够以显著较小的力就可以完成拆卸。
按照本发明，适于以干涉配合安装在圆柱形轴上的滚动轴承组件包括：一个滚动轴承，它具有一个外座圈和一个设有锥孔的内座圈；一个套筒构件，它具有一个圆孔和一个锥度基本相应于内座圈孔的锥度的外包络面；以及一个以轴向固定的方式安装在套筒构件的槽中的凸缘构件。凸缘构件邻近于内座圈的一个端面并具有多个等间距的贯通的螺孔，每个螺孔的轴线基本平行于内座圈孔的轴线。凸缘构件上的每个螺孔中装有一螺钉，螺钉可被操作而轴向移向内座圈并向内座圈施加一个力，从而使内座圈推在套筒构件的锥形包络面上。
按照本发明的另一个方面，一种适于以干涉配合安装在圆柱形轴上的滚动轴承组件包括：一个滚动轴承，它具有一个外座圈和一个带锥孔的内座圈；一个套筒构件，它具有一个圆孔和一个锥度基本相应于内座圈孔锥度的外包络面；以及一个以轴向固定的方式安装在套筒构件的槽中的凸缘构件。凸缘构件具有至少一个轴向通孔，其用于接纳一个推动构件，该推动构件适于移向内座圈，从而使内座圈推在套筒构件的包络面上。
本发明的另一个方面涉及一种将滚动轴承安装在轴上并使滚动轴承沿该轴移动的方法。该方法包括：使滚动轴承在轴上定位，从而使套筒构件处于滚动轴承内座圈和轴的外圆周面之间，内座圈具有一个锥孔，套筒具有一个外包络面，外包络面的锥度基本相应于内座圈孔的锥度。然后操作多个可以为调节螺钉形式的推动构件，使推动构件轴向移向内座圈并在内座圈上施加一个轴向力，从而迫使内座圈孔的锥面沿套筒构件的锥形包络面移动。
现在对照以下附图进一步详细说明本发明的上述和其它的特点及特征，在附图中相同的零件使用相同的标号。
图1是借助传统的方法和装置安装在轴上的双列球面滚柱轴承的横剖图；
图2是借助本发明的装置安装在轴上的双列球面滚柱轴承的横剖图；
图3是按照本发明的滚柱轴承组件的端视图；
图4是按照本发明的滚柱轴承组件的横剖图，表示设在滚柱轴承端部，用于在轴上装、拆滚柱轴承的装置。
为了更充分地理解本发明，首先参阅图1，该图以横剖图表示双列球面滚柱轴承2按照上述的公知结构安装在轴1上。轴1是圆柱形的，轴承2具有一个锥孔。轴承在轴上的安装是借助传统的连接套筒3实现的，该套筒具有一个圆孔和一个锥形包络面。连接套筒3也具有一个螺母4及锁紧垫圈5。与套筒端部上的外螺纹配合动作，螺母4可在轴3上轴向移动。因此，通过在连接套筒上拧紧螺母4，该螺母就可以将轴承推在套筒的锥形部分上。这种安装和以后的拆卸能够以相当简单的方式完成，但是，如前所述，拧紧螺母的力相当大，因而难于精确地在轴承中得到需要的残余间隙。
图2以稍许放大的横剖图表示按照本发明的轴承组件，图中只画出轴1和轴承2的上半部。按照本发明，轴承2包括内座圈6和外座圈6′。一个套筒7设置在内座圈6的内表面和轴1的外表面之间。轴承2的内座圈6的孔和套筒7的外包络面都设有互补的锯齿形纵向轮廓8，该轮廓形成了互补的锥形面以确保夹紧面的小的径向延伸。套筒7最好设有伸过其轴向全长的纵向延伸的槽以确保良好的径向可变形性。
套筒7还设有一凸缘构件9。在图示实施例中，凸缘构件9安装在套筒7的槽10内，使凸缘构件9相对于套筒7轴向定位。凸缘构件9具有多个均匀间隔开来的轴向延伸的贯穿螺孔，每个螺孔适于装纳一个调节螺钉11形式的推动构件。每个调节螺钉11的前端指向轴承2，拧紧时最好通过中间的推力垫圈12推靠轴承内座圈6的侧面。这种拧动迫使轴承内座圈6相对于锥形套筒7轴向移动，从而进入或在套筒7的锥面上移动，增加轴承的预张力。可轴向移动的推力垫圈12设置在内座圈6的端面和凸缘构件的面对轴承2的相对端之间，使推力均匀分布在内座圈6上。
在图2所示的凸缘构件9中所使用的调节螺钉的数目最好至少为2个，这些螺钉一般是均匀分布的。但是，为在内座圈上得到均匀一致的压力，最好使用围绕凸缘构件均布的三、四个这样的调节螺钉11。图3表示一组3个均匀分布的螺钉11，每个拧入凸缘构件9中的通孔中。
本发明的主要优点在于，用于在轴承中校正内部径向间隙所需要的轴向驱动力是通过下述方式实现的：相应于被安装轴承的尺寸选择使用适当数目的调节螺钉11，然后最大限度地拧紧这些调节螺钉，因此无需按照典型的方式，例如，借助测量装置来控制间隙。另外，上述测量装置也不能应用于密封的轴承，因为它不能进入轴承内部。
传统的连接套筒的锥度大都为1∶12，其主要原因是连接套筒在几何形状上难于设计更陡的锥角。但是出于下述原因，推荐使用更陡的锥角：
1．摩擦系数的影响要小得多，这就是说，上述安装的精度要高得多，这是因为安装力=tgα+μ，式中α为锥角，μ是摩擦系数。
2．所需的拆卸力要小得多。
3．锁紧要快得多，运行长度较短。
已经发现，介于大约1∶3和1∶3.5之间的锥度，由于其接近于自制动，因而只需使用显著减小的驱动力就可以得到良好的装、拆效果。按照本发明，内座圈6的孔的锥度及套筒7的外包络面的锥度介于1∶3和1∶3.5之间。
借助本发明，使用锥形套筒7及带有压靠轴承内座圈6的调节螺钉11的凸缘构件9，当使用具有1∶3的锥度的套筒时的驱动力，所需要的转矩只是使用图1所示现有技术的那种螺母所需转矩的大约十分之一。
轴承组件可设计得更易于拆卸，在这种情形中，与图2所示类似的凸缘构件可设置在套筒的从轴承相反侧面伸出的部分上。图4表示这样的布置，图中一个第二凸缘构件9′安装在套筒7的槽中，使第二凸缘构件9′相对于套筒7轴向固定。第二凸缘构件9′设有贯通的螺孔，每个螺孔装纳一个调节螺钉11′。第二组调节螺钉11′用于最好通过中间的第二推力垫圈12′作用在轴承的相反侧面上。当拧动时，调节螺钉11′迫使轴承的内座圈6沿相反方向相对于套筒7移动，从而使轴承内座圈和套筒之间的卡紧松开。这种拆卸所需要的力只是使用公知类型的传统退卸套筒退卸所需要的力的大约十四分之一。显然，尽管有锯齿形纵向轮廓8也可以进行上述拆卸。图4所示的锯齿形纵向轮廓8是为图示清晰而放大的，实际上并不会干扰上述的拆卸操作。
如图4所示，密封件20邻近于凸缘构件9和推力垫圈12的径向外部区域，设置在凸缘构件9和推力垫圈12之间。密封件22也可以邻近于第二凸缘9′第二推力垫圈12′的径向内部区域，设置在第二凸缘构件9′和第二推力垫圈12′之间。根据使用滚动轴承的环境可以使用上述密封件20,22提供密封特性。另外，图4所示密封件20也可与图2所示装置一起使用。
按照本发明，滚动轴承2在轴1上的安装可以按下述方式进行：将滚动轴承2设置在轴7上，使套筒7夹在滚动轴承2的内座圈6和轴1的外圆周面之间。通过推动构件或调节螺钉11的操作(即，滚动)，推动构件轴向移向内座圈6并向内座圈6施加轴向力，这迫使内座圈6的孔的锥面在套筒7的锥形包络面上向上移动，从而产生干涉配合。类似地，通过推动构件11′的操作或转动，推动构件11′轴向移向内座圈6，并向内座圈6施加轴向力，这迫使内座圈6的孔的锥面在套筒7的锥形包络面上向下移动，从而完成拆卸。
在前面的描述中已阐明了本发明的原理、推荐实施例和工作方式，但是，本发明所寻找保护的并不局限于上述的具体实施例。另外，本说明书中描述的各实施例应被认为是描述性的而并非限定性的，可对其作出各种修改和变化而并不超出本发明的范围。因此，上述所有的修改、变化和等同物显然都落在本发明的范围之内。

Claims (19)

1．一种适于以干涉配合安装在圆柱形轴上的滚动轴承组件，它包括：
一个具有外座圈和内座圈的滚动轴承，内座圈设有带锥度的孔，该孔具有一根轴线；
一个具有圆孔和外包络面的套筒，外包络面的锥度基本相应于内座圈孔的锥度；
一个以轴向固定的方式安装在套筒的槽中的凸缘构件，所述凸缘构件设置得邻近于内座圈的一个端面，所述凸缘构件具有多个基本均匀间隔开来的贯通的螺孔，每个螺孔具一根轴线，它基本平行于内座圈孔的轴线；
多个螺钉，每个螺钉装入凸缘构件的贯通的螺孔之一中，所述螺钉可被操作而轴向移向内座圈，并向内座圈施加一个力，从而沿套筒的锥形包络面推动内座圈。
2．根据权利要求1所述的滚动轴承组件，其特征在于：还包括一个设置在内座圈所述端面和凸缘构件面对内座圈的表面之间的可轴向移动的推力垫圈，以便将推力均匀分布在内座圈上。
3．根据权利要求1所述的滚动轴承组件，其特征在于：内座圈孔的锥度和套筒外包络面的锥度介于1∶3和1∶3.5之间。
4．根据权利要求1所述的滚动轴承组件，其特征在于：所述凸缘构件为第一凸缘构件，还包括一个以轴向固定方式安装的第二凸缘构件，所述第二凸缘构件设置得邻近于内座圈的与上述端面相反的一个端面，所述第二凸缘构件具有多个基本等间距分布的贯穿的螺孔，每个螺孔具有一条轴线，它基本平行于内座圈孔的轴线；所述第二凸缘构件的每个螺孔中设置一个调节螺钉。
5．根据权利要求4所述的滚动轴承组件，其特征在于：还包括一个设置在所述内座圈和第二凸缘构件的面对内座圈的表面之间的可轴向移动的推力垫圈，以便使推力均匀分布在内座圈上。
6．一种适于以干涉配合安装在圆柱形轴上的滚动轴承组件，它包括：
一个具有外座圈和内座圈的滚动轴承，内座圈设有一个带锥度的孔；
一个具有圆孔和外包络面的套筒，所述外包络面的锥度基本相应于内座圈孔的锥度；
一个以轴向固定的方式安装在套筒的槽中的凸缘构件，所述凸缘构件具有至少一个轴向通孔，其用于装纳一个推动构件，所述推动构件适于被移向内座圈，从而沿套筒的外包络面推动内座圈。
7．根据权利要求6所述的滚动轴承组件，其特征在于：凸缘构件的通孔是螺孔，用于移动内座圈的推动构件是调节螺钉。
8．根据权利要求6所述的滚动轴承组件，其特征在于：还包括一个设置在内座圈所述侧面和凸缘构件面对轴承的相对端之间的可轴向移动的推力垫圈，以便将推力均匀分布在内座圈上。
9．根据权利要求6所述的滚动轴承组件，其特征在于：所述凸缘构件包括至少两个轴向延伸的且等间距分布的通孔，每个通孔装纳一个推动构件。
10．根据权利要求9所述的滚动轴承组件，其特征在于：凸缘构件的通孔是螺孔，装在每个通孔中用于移动内座圈的推动构件是调节螺钉。
11．根据权利要求9所述的滚动轴承组件，其特征在于：还包括一个设置在内座圈的一个侧面和凸缘构件面对轴承的相对端之间的可轴向移动的推力垫圈，以便使推力均匀分布在内座圈上。
12．根据权利要求6所述的滚动轴承组件，其特征在于：内座圈孔的锥度和套筒外包络面的锥度介于1∶1.3和1∶3.5之间。
13．根据权利要求6所述的滚动轴承组件，其特征在于：所述凸缘构件是第一凸缘构件，还包括一个以轴向固定方式安装在套筒上的第二凸缘构件，所述第二凸缘构件设置在内座圈的与所述第一凸缘构件相反的一端，所述第二凸缘构件具有多个基本均匀间隔开来的贯通的螺孔，每个螺孔具有一根与内座圈孔轴线基本平行的轴线，在第二凸缘构件的每个螺孔中设置一调节螺钉。
14．根据权利要求13所述的滚动轴承组件，其特征在于：还包括一个设置在所述内座圈和第二凸缘构件面对内座圈的表面之间的可轴向移动的推力垫圈，以便使推力均匀分布在内座圈上。
15．一种在轴上安装滚动轴承及沿该轴移动滚动轴承的方法，它包括以下步骤：
在轴上设置滚动轴承，使一套筒夹置在滚动轴承的内座圈和轴的外圆周面之间，内座圈具有一锥孔，套筒具有一外包络面，其锥度基本相应于内座圈孔的锥度；
操纵多个邻近内座圈的一个端面设置的推动构件，因而使所述推动构件轴向移动所述内座圈，并向内座圈施加轴向力，从而迫使内座圈孔的锥面沿套筒的锥形包络面移动。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于：还包括一个邻近于内座圈的所述一个端面安装在套筒上的凸缘构件，所述推动构件包装旋在凸缘构件的通孔中的螺钉，所述操纵推动构件的步骤包括转动所述旋入的螺钉。
17．根据权利要求15所述的方法，其特征在于：还包括操纵多个邻近于内座圈的与上述所述一个端面相反的端面设置的推动构件，使所述推动构件轴向移动所述内座圈，并向内座圈施加轴向力，从而迫使内座圈孔的锥面在套筒的锥形包络面上向下移动，实现滚动轴承的拆卸。
18．根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所述操纵推动构件的步骤迫使内座圈孔的锥面在套筒锥形包络面上向上移动以产生干涉配合。
19．根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所述操纵推动构件的步骤迫使内座圈孔的锥面在套筒的锥形包络面上向下移动以实现滚动轴承的拆卸。
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