CN2057128U - 空心圆柱滚子轴承砂轮轴系 - Google Patents

Abstract

一种套筒式径向止推空心滚子轴承的砂轮装置，是一种适用于各类磨床的功能部件，该砂轮装置的特点是在套筒式结构中，采用了双向或单向止推空心圆柱滚子轴承，作为主轴的支承，支承一端设有弹簧及活动拼接挡圈，轴承的内圈与轴及轴承的外圈与套筒孔之间为过盈配合。这样即消除了轴承的间隙，又提高了主轴系的精度和刚度，且安装调试方便，结构简单，工艺性好。

Description

本实用新型涉及一种磨床主轴功能部件，确切地说一种套筒式径向止推空心圆柱滚子轴承砂轮主轴系。主要用于外圆磨床、内圆磨床、万能磨床、轴承沟道磨床、凸轮磨床等精密机床中。

现有的滚珠轴承套筒式轮轴系典型结构如图1所示，其轴的前支承由一对向心推力球轴承组成，后支承为另一对向心推力球轴承。为了防止砂轮轴因运转中发热产生热伸长而引起的轴向位移而影响加工精度，后轴承外径与套筒孔径间配合为滑动配合，并用弹簧给轴承外圈一向后推力，即给轴一张力将轴拉向后方，当轴受热而伸长时，在张力控制下轴向后方伸长，以保持砂轮位移不变，上述主轴系的缺点是：

1、向心推力球轴承的径向刚性差。

2、后轴承与套筒配合有较大的间隙，因而降低了轴系的系统刚度。

为提高砂轮轴系的刚度，目前多数采用增加向心推力球轴承的数量。例意大利NOVA砂轮轴系采用了6个向心推力球轴承，西德GMN，东德OSSA及苏联CIII砂轮轴系都采用了8个或更多的向心推力球轴承。这样不仅增加了成本，而且也增加了轴承配对的困难。众所周知，在一个轴承支点处采用一个以上的轴承时就存在一个载荷分布不匀的问题，要想使多个轴承负载基本相同，必须使该支点处的所有轴承内径、外径尺寸相同，轴承的压力角也相同，目前我国轴承工业只能提供双联向心推力球轴承，国外可提供3－5联向心推力球轴承配对产品。

空心圆柱滚子轴承的出现（如美国专利3，765，071、中国专利CN86209983），为套筒式砂轮轴系提供了高精度、高刚度、高极限转速的轴承。因而出现了套筒式空心圆柱滚子轴承砂轮主轴系（CN86206678U），它在精度和刚度的提高方面显示了优越的性能，但该结构仍存在以下缺点：

1、必须配合使用双向止推轴承作为轴向定位。

2、当要求严格限制砂轮轴向热位移量时，此种结构安排比较困难，若将双向止推轴承（或向心推力球轴承置于前空心滚子轴承之前则增加了砂轮悬伸长度，而使轴承系统的刚度降低。由于空心滚子轴承的内圈、外圈为过盈热装于轴上和壳体上，如果将双向止推轴承置于空心滚子轴承之后，则砂轮轴装配极为困难，且止推轴承损坏后无法更换。

本实用新型的目的在于供提一种结构简单，且比现有滚珠轴承套筒式砂轮主轴系具有更高精度和刚度的砂轮主轴系。以克服目前的砂轮主轴系存在的轴承多、成本高、配对困难以及安装调试不便、精度、刚度不高等缺点。

本实用新型的细节及优点等结合下列实施例和附图加以说明。

图2是根据本实用新型提出的用于外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、轴承沟道磨床及凸轮磨床等用的套筒式径向止推空心圆柱滚子轴承砂轮系，它由砂轮1，夹盘2，套筒7，主轴8，径向止推空心圆柱滚子轴承6，活动挡圈5，弹簧11，油封3，端盖4及皮带轮12，锁母13等组成。

径向止推空心圆柱滚子轴承的内圈6a以过盈配合热装于主轴8上，其滚道与主轴一起精磨，径向止推空心圆柱轴承外圈6b以过盈配合热装于套筒7上，与壳体成一体后作最终精加工，因而保证了两轴承滚道具有最佳的同轴度和圆柱度。由于采用此种结构，避免了采用螺母与轴台固定轴承内圈、压盖与壳体台阶固定外圈时，由于螺纹精度、台阶、压盖及螺母等对轴的垂直度误差而引起的轴承套圈的倾斜而影响其精度。此外由于本实用新型轴承内外圈采用过盈配套热装于轴和壳体上，避免了球轴承内圈过渡配合，外圈采用动配合（特别是后支承采用滑配合）而出现的间隙造成接触刚度差，从而引起系统刚度的降低。而且由于预负荷空心圆柱滚  子轴承本身具有的高精度、高刚度的特点，使本实用新型为传统球轴承套筒式砂轮轴系的滚动支承刚度的4倍，主轴径向迥转精度在1μm以下，径向跳动由2－8μm降至0.5－2μm，轴向跳动由5－10μm降至2μm以下。磨削零件的精度、光洁度和生产率均有明显地提高，与空心滚子轴承套筒式砂轮轴系相比可节省一套用作轴向定位的滚动或油膜轴承，简化了结构，节约了费用。同时，解决了控制主轴的热伸长方向问题，保证了砂轮在磨削过程中位置的稳定。

本实施例的主轴前支承采用双列单向径止推空心圆柱滚子轴承，外圈带活动拼接挡边，外圈挡边（含拼接挡边）采用在两轴承外侧布置形式。活动拼接挡边靠弹簧力压在空心滚子端面上，通过内圈将力传递到轴上，当前支承拼接挡边和滚子端面有间隙时，则轴向前移动至间隙消除为止。运转过程中在轴承挡边各滚子之间形成弹性流体润滑油膜，支承轴向负荷，当轴受热伸长时，前支承限制轴向前伸长，而后支承通过活动挡边、弹簧使轴作轴向移动（在克服弹簧力条件下），轴连同轴承内圈，空心滚子压缩弹簧作微小的轴向移动，这样就保证了砂轮位置固定不变，因而保证了磨削加工零件的尺寸精度。这种结构使主轴轴向跳动在1μm左右，它较滚珠轴承套筒式砂轮轴系的轴向摆动值大为减小。

根据需要前支承可用“多列”，后支承可用“单列”径向止推空心圆柱滚子轴承。

图3、为根据本实用新型而提出的内圆磨头实施例，其不同之处是在于前后支承皆采用单列单向止推空心圆柱滚子轴承，外圈挡边（包括拼接挡边）采用在两轴承内侧分布形式。在弹簧作用下，活动拼接挡边通过空心滚子的端面压紧内圈挡边，使轴保持向后张力，当轴受热伸长时其方向是向后方。这种轴向移动不需要像滚珠轴承套筒式砂轮轴系那样，在轴承外环和壳体之间作相对滑动，不必留有间隙，因而大大地提高了后轴承的接触刚度。虽然在滚道与空心滚子之间有较大的预负荷，但在旋转时由于轴受热伸长，滚子在外滚道上作螺旋运动而补偿了轴的热伸长并达到了新的位置上。

当套筒径向尺寸受到限制时，径向止推空心圆柱滚子轴承内圈与主轴可设计成一体，根据砂轮轴的转速不同，其润滑可采用浸油循环油、油气润滑或油雾润滑等方式。

图4，是根据本实用新型而提出的另一种结构，其前支承采用双向径向止推空心圆柱滚子轴承，后支承采用空心圆柱滚子轴承。

Claims (5)

1、一种空心圆柱滚子轴承砂轮装置由箱体、套筒、主轴、轴承、皮带轮、砂轮法兰和砂轮等组成，其特征是在套筒式结构中，采用双向或单向径向止推空心圆柱滚子轴承及空心圆柱滚子轴承作为主轴的支承，轴承的内圈与轴及轴承的外圈与套筒孔之间为过盈配合，支承的一端设有弹簧及活动拼接挡圈。

2、根据权利要求1所述的砂轮装置，其特征在于当两端支承均采用单向径向止推空心圆柱滚子轴承时，其外圈挡边、活动拼接挡圈有两种分布形式：

a、一种在两端轴承外侧；

b、另一种在两端轴承内侧。

3、根据权利要求1所述的砂轮装置，其特征在于前支承采用双向径向止推空心圆柱滚子轴承时，后轴承采用空心圆柱滚子轴承。

4、根据权利要求1所述砂轮装置，其特征在于径向止推空心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的内圈可与轴设计成一体。

5、根据权利要求1及2所述的砂轮装置，其特征在于弹簧及活动拼接挡圈设计在后支承处或前支承处。

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