CN208409491U

CN208409491U - 一种非对称连轴组合轴承、磨加工机床

Info

Publication number: CN208409491U
Application number: CN201820688341.6U
Authority: CN
Inventors: 李向明
Original assignee: Kunshan Risheng Bearing Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Risheng Bearing Co., Ltd
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-01-22
Anticipated expiration: 2028-05-04

Abstract

本实用新型公开了一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，其特点是：所述分别安装在芯轴上的两列滚柱和两支滚柱保持架，其长度互不相等；还公开了一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，其特点是：所述砂轮轴上的砂轮为左右间隔一定距离的两个砂轮，该两个砂轮轴向宽度不等，其中宽的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应长滚柱的滚道，窄的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应短滚柱的滚道；本实用新型使轴承的使用寿命延长40%，由平均2年延长至3年。

Description

一种非对称连轴组合轴承、磨加工机床

技术领域

本实用新型属于组合轴承技术领域，尤其涉及一种非对称连轴组合轴承、磨加工机床、磨加工方法。

背景技术

现有机械行业中的组合轴承，常见一种单列滚柱单列钢球（轴承轴的一端位钢球，另外一端为滚柱）的连轴结构，它的最大缺陷是不能承载较大负荷的径向交变力，且钢球分别承载者径向及轴向负荷，故钢球容易损坏。

现有技术为提高这种连轴结构组合轴承的径向交变力，提出了基于对称安装的双列滚柱单列钢球连轴组合轴承，所述对称安装既是安装于轴承轴两端的滚柱及滚柱保持架的长度一致。如专利号为201120538933.8、专利名称为双列滚柱单列钢球连轴组合轴承，从其说明书图2上半部分的半剖图可以看出，轴承轴2的两端分别安装滚柱5及配套的滚柱保持架6，由于在图2中轴承轴2两端的滚柱及滚柱保持架只在轴承轴2的一端进行了标识，而另外一端没有进行标识，根据公知常识，如果芯轴两端的滚柱及滚柱保持架长度不一致，则应该分别进行标识，而现有技术中只标识了一端，证明其技术方案中所述的两组滚柱及滚柱保持架的长度是一致的。

以上现有技术基于长度一致的滚柱及保持架，对于轴承轴（也称之为轴承芯轴）一端载荷很大、而另外一端没有载荷的情况是很不适用的。例如，大型卡车承载重量最多可达到40吨，对于这种超大型卡车上的发动机的冷却设备是必须可少的，所述的冷却设备包括冷却水泵。该冷却水泵需要有发动机驱动皮带轮带动水泵运转，而驱动皮带轮安装在轴承轴（芯轴）的一端而不是两端（如本实用新型图1所示），因此，皮带轮一端轴承轴的水泵承载力要远远大于非皮带轮一端轴承轴的水泵承载力，使得负载一端的轴承承受的径向力相对过大，非常容易损坏，一般情况下，一年多轴承就损坏了，而损坏的地方都是负载端的滚柱，致使这类对称型的轴承整体使用寿命平均衰减40%。

目前，国内在解决重型卡车非均匀负载组合轴承的使用寿命问题上还是一个空白。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种非对称连轴组合轴承、磨加工机床、磨加工方法，其目的在于解决重型卡车非均匀负载组合轴承的使用寿命问题，填补国内空白。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种非对称连轴组合轴承，包括一圆柱形的外圈、一安装于外圈轴向中心线上且直径小于外圈的芯轴，分别位于外圈和芯轴之间且安装在芯轴上、从芯轴中心点向两端顺序安装的一列钢球及一个钢球保持架、两列滚柱和两支滚柱保持架、以及一对密封圈，其特点是：所述分别安装在芯轴上的两列滚柱和两支滚柱保持架，其长度互不相等：靠近芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对长，远离芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对短。

所述靠近芯轴上负载的一端，具体为：靠近芯轴上汽车水泵驱动皮带轮的一端，或者靠近芯轴上其它负载驱动装置的一端。

所述一列钢球共6粒均匀分布在所述一个钢球保持架上，所述一个钢球保持架安装在芯轴轴向中心位置上；所述两列滚柱的每列滚柱共15粒均匀分布在各自的滚柱保持架上，所述滚柱保持架中的每只滚柱保持架各自安装在芯轴和外圈之间并卡接在外圈两端的滚柱凹槽上，所述一对密封圈分别安装在芯轴上与外圈两端对应的轴承外圈的密封槽中。

所述靠近芯轴上负载的一端的滚柱保持架及滚柱，其承载大于所述驱动皮带轮施加在轴承上的负荷；所述芯轴上靠近负载的一端的滚柱保持架及滚柱的长度大于等于18毫米，所述芯轴上远离负载一端的滚柱保持架及滚柱其长度大于等于14毫米。

对于所述长度大于等于18毫米的滚柱以及长度大于等于14毫米的滚柱，其额定动负荷的比例为1.2175，其额定静负荷的比例为1.2862。

一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，该磨加工机床包括左右两部分，该左半部分包括工件夹具和工件夹具上被夹持的工件，该右半部分包括与左侧工件夹具水平方向轴心对应的砂轮轴和砂轮轴上的砂轮，其特点是：所述砂轮轴上的砂轮为左右间隔一定距离的两个砂轮，该两个砂轮轴向宽度不等，其中宽的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应长滚柱的滚道，窄的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应短滚柱的滚道。

所述工件夹具的相对两侧还设置有料道，一侧为进料道，一侧为出料道，所述磨床的右半部分还包括横卧的砂轮轴支座和低接在横卧的砂轮轴支座下端面的工作台，所述砂轮轴安装在砂轮轴支座沿水平方向的轴向中心线上，并沿水平方向向左伸出砂轮轴支座；所述工件夹具包括工件夹具上夹板和工件夹具下夹板，它们同侧的各自一端还还通过机架连接工件夹具传动装置，该传动装置包括电机、皮带轮、皮带。

本实用新型的优点效果

1、本实用新型通过将负载端的轴承滚柱及滚珠保持架设计得比较长，将非负载端的轴承滚柱及滚珠保持架设计得比较短，将负载端的滚柱保持架及滚柱的承载设计为大于驱动皮带轮施加在轴承上的负荷，使得轴承的使用寿命延长40%，由平均轴承使用寿命2年延长至3年。

2、本实用新型克服了本领域技术人员长期以来的偏见，即：所有的轴承磨加工机床都采用一个砂轮、然后用一个砂轮掉头打磨另外一个滚道的偏见，巧妙地利用非对称砂轮在打磨过程中由于受力面积不等，因此能够抵消掉由于两个砂轮力臂长度不等造成的两滚道直径存在误差的特点，采用了本领域技术人员由于偏见而不曾采用的同轴双砂轮打磨的技术方案，从而解决了非对称轴承磨加工效率很低且精度差的难题，具有突出的实质性特点和显著的进步。

3、本实用新型基于非对称连轴组合轴承的一种磨加工机床，通过在同一台机床的砂轮轴上安装宽度不等的两个砂轮，以及该两个砂轮同时对同一个轴承外圈内表面上的两个滚道分别进行打磨，解决了人们一直渴望解决但始终未能解决的非对称轴承磨加工时需要在两台机床上分别加工不同的滚道，导致重复安装、重复拆卸、重复定位等效率低的问题。

4、本实用新型非对称轴承市场前景广阔、填补了国内空白。可应用于大中型电动机、机车车辆、机床主轴、内燃机、发电机、燃气涡轮机、减速箱、轧钢机、振动筛以及起重运输机械等领域，对于提高我国机械化水平，起到了重要作用。

附图说明

图1为本实用新型非对称连轴组合轴承半剖视图；

图2为本实用新型非对称连轴组合轴承磨加工机床示意图；

图中：1：本实用新型非对称连轴组合轴承半剖结构图；1-1：轴承外圈；1-2-1：长滚柱；1-2-2：长滚柱保持架；1-3-1：短滚柱；1-3-2：短滚柱保持架；1-4-1：钢球；1-4-2：钢球保持架；1-5：芯轴；1-5-1：芯轴第一台阶；1-5-2：芯轴第二台阶；1-6：密封圈；1-7-1：螺纹孔；1-7-2：螺纹；1-8：密封槽；1-9：滚柱凹槽；2-0：工作台；2-1：砂轮轴支承座；2-2：砂轮轴；2-3-1：窄砂轮；2-3-2：宽砂轮；2-4：工件；2-5-1：工件夹具上夹板；2-5-2：工件夹具下夹板；2-6-1：进料道；2-6-2：出料道；2-7：机架；2-8：夹紧组件传动装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出进一步的解释说明：

本实用新型设计原理：

1、加工本实用新型非对称连轴组合轴承的关键技术点。在加工非对称连轴组合轴承的几个部件中，轴承外圈的磨加工精度要求最高、难度也最大。所述轴承外圈磨加工既是指在外圈内表面采用砂轮磨加工出两列对应轴承滚柱的滚道，这两列滚道的直径误差不能大于0.005毫米；

2、现有技术轴承外圈磨加工的常规作法。现有技术磨加工的对象都是对称轴承，对称轴承两端的滚柱及滚柱保持架的长度一致，因此，磨加工机床上对应的砂轮的宽度也一致，假如在砂轮轴上间隔一定距离安装两个宽度相等的砂轮，会出现什么问题呢。由于两个砂轮距离砂轮轴根部的远近不同，距离远的砂轮从砂轮轴根部到当前砂轮的力臂长，距离近的砂轮从砂轮轴根部到当前砂轮的力臂短，因此，距离砂轮轴根部远的砂轮所受到的垂向力相对大，受力大其磨加工的滚道直径也相对大，造成两个滚道的直径不同，直径相差几十个微米，由于轴承外圈的加工精度直接影响轴承噪音的大小，为了达到产品质量，要求外圈上两个滚道的直径误差不超过0.005毫米（5微米），而上述两个滚道误差几十微米显然超出误差要求。因此，为了解决同轴双砂轮造成的误差，本领域技术人员均不采用两个砂轮的加工方法而普遍采用一个砂轮进行对称轴承的磨加工。具体为用一个砂轮先打磨外圈的一个滚道，再掉头打磨轴承外圈的另一个滚道。

3、磨加工非对称轴承外圈的难点。按照现有技术的作法，一个对称轴承的两个滚道需要在一台机床上掉头加工两次，而一个非对称轴承的两个滚道由于长短不一致，就需要在两台机床上分别加工，一台机床上安装宽砂轮，一台机床上安装窄砂轮。这样做的不良后果是：其一，由于掉头加工需要定位两次，而每增加一次定位就多了一份误差的可能，从图2的工件夹具2-5-1、2-5-2看出，每次定位需要将工件夹在上夹板和下夹板之间，这样的定位操作难免会有位置上的误差，同时也会增加每次定位的耗时；其二，从一台机床加工变为两台机床加工，由于两台机床的同轴度等原因，精度上又大打折扣，因此，按照现有技术在两台机床上进行非对称轴承的磨加工，精度和效率都是大问题。

4、本实用新型磨加工机床的改进点。本实用新型利用砂轮宽度不等的特点，抵消掉由于同轴双砂轮造成力矩不等带来的直径误差问题。具体为将宽砂轮安装在远离砂轮轴根部的位置，而将窄砂轮安装在靠近轴根部的位置，这两个位置绝不能颠倒。其原理是：由于宽砂轮作用于轴承外圈的面积大，在同样力的作用下，面积大的砂轮就分散了力，面积小的砂轮就集中了力。这样，对于远离砂轮轴根部的当前点砂轮，由于当前点的力矩不论是对于宽砂轮还是窄砂轮都是不变的，因此，远离砂轮轴根部的当前点的砂轮相对于靠近砂轮轴根部的砂轮所增加的受力就会因为宽砂轮的接触轴承外圈面积增大而被消耗掉。

基于以上实用新型原理，本实用新型设计了一种非对称连轴组合轴承、磨加工机床、磨加工方法。

一种非对称连轴组合轴承如图1所示，包括一圆柱形的外圈1-1、一安装于外圈轴向中心线上且直径小于外圈的芯轴1-5，分别位于外圈和芯轴之间且安装在芯轴上、从芯轴中心点向两端顺序安装的一列钢球1-4-1及一个钢球保持架1-4-2、两列滚柱（1-2-1，1-3-1）和两支滚柱保持架（1-2-2，1-3-2）、以及一对密封圈1-6，其特点是：所述分别安装在芯轴上的两列滚柱和两支滚柱保持架，其长度互不相等：靠近芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对长，远离芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对短。

所述一列钢球1-4-1共6粒均匀分布在所述一个钢球保持架上1-4-2，所述一个钢球保持架1-4-2安装在芯轴轴向中心位置上；所述两列滚柱的每列滚柱共15粒均匀分布在各自的滚柱保持架上，所述滚柱保持架中的每只滚柱保持架各自安装在芯轴和外圈之间并卡接在外圈两端的凹槽上，所述一对密封圈分别安装在芯轴上与外圈两端对应的外圈的密封槽中。

补充说明：所述长度大于等于18毫米的滚柱为滚柱直径10*长度大于等于18毫米的滚柱，其额定动负荷Cr=83.4KN，额定静负荷Cor=99.3KN，承载817.3KG；所述长度大于等于14毫米的滚柱为所述滚柱直径10*长度14毫米的滚柱，其额定动负荷Cr=68.5KN 额定静负荷Cor=77.2KN，承载671.3KG。

补充说明：如图1所示，所述轴承外圈1-1的长度为120±0.15mm，轴承芯轴1-5的总长度等于第一台阶1-5-1的长度+第二台阶1-5-2的长度，第一台阶1-5-1的长度为122.7±0.1mm，第二台阶1-5-2的长度为42.1±0.15mm，轴承芯轴1-5总长度为169.8±0.3mm，在轴承芯轴第二台阶1-5-2上还设置有螺纹1-7-2和螺纹孔1-7-1，螺纹1-7-2开设在螺纹孔1-7-1上。其中，螺纹孔1-7-1深为35^+0.5 ₀，螺纹1-7-2长度为28^+0.5 ₀。

一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，如图2所示，该磨加工机床包括左右两部分，该左半部分包括工件夹具（2-5-1，2-5-2）和工件夹具上被夹持的工件2-4，该右半部分包括与左侧工件夹具水平方向轴心对应的砂轮轴2-2和砂轮轴上的砂轮（2-3-1，2-3-2），其特点是：所述砂轮轴上的砂轮为左右间隔一定距离的两个砂轮，该两个砂轮轴向长度不等，其中长砂轮2-3-2用于打磨长滚柱，短砂轮2-3-1用于打磨短滚柱。

所述工件夹具的相对两侧还设置有料道（2-6-1，2-6-2），一侧为进料道2-6-1，一侧为出料道2-6-2；所述磨床的右半部分还包括横卧的砂轮轴支座2-1和低接在横卧的砂轮轴支座2-1下端面的工作台2-0，所述砂轮轴安装在砂轮轴支座沿水平方向的轴向中心线上，并沿水平方向向左伸出砂轮轴支座。

所述工件夹具包括工件夹具上夹板2-5-1和工件夹具下夹板2-5-2，它们同侧的各自一端还还通过机架2-7连接工件夹具传动装置2-8，该传动装置包括电机、皮带轮、皮带。

一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床的磨加工方法，其特点是：

步骤一、在同一台机床的砂轮轴上安装宽度不等的两个砂轮，宽度大的砂轮对应打磨轴承外圈的长滚道，宽度小的砂轮对应打磨轴承外圈的短滚道；

步骤二、该两个砂轮同时对同一个轴承外圈内表面上的两个滚道分别进行打磨。

所述步骤一的宽度不等的两个砂轮，其中宽度大的砂轮安装在远离砂轮轴根部的位置，宽度小的砂轮安装在靠近砂轮轴根部的位置。

所述步骤一的砂轮轴直径在保证砂轮轴外圈的砂轮的直径为一定的情况下，该砂轮轴直径要求足够粗，使得砂轮轴作用于砂轮的力足够大，这样便于砂轮轴控制砂轮的打磨精度。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例。

Claims

1.一种非对称连轴组合轴承，包括一圆柱形的外圈、一安装于外圈轴向中心线上且直径小于外圈的芯轴，分别位于外圈和芯轴之间且安装在芯轴上、从芯轴中心点向两端顺序安装的一列钢球及一个钢球保持架、两列滚柱和两支滚柱保持架、以及一对密封圈，其特征在于：所述分别安装在芯轴上的两列滚柱和两支滚柱保持架，其长度互不相等：靠近芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对长，远离芯轴上负载的一端的滚柱及滚柱保持架其长度相对短。

2.根据权利要求1所述一种非对称连轴组合轴承，其特征在于：所述靠近芯轴上负载的一端，具体为：靠近芯轴上汽车水泵驱动皮带轮的一端。

3.根据权利要求1所述一种非对称连轴组合轴承，其特征在于：所述一列钢球共6粒均匀分布在所述一个钢球保持架上，所述一个钢球保持架安装在芯轴轴向中心位置上；所述两列滚柱的每列滚柱共15粒均匀分布在各自的滚柱保持架上，所述滚柱保持架中的每只滚柱保持架各自安装在芯轴和外圈之间并卡接在外圈两端的凹槽上，所述一对密封圈分别安装在芯轴上与外圈两端对应的轴承外圈的密封槽中。

4.根据权利要求2所述一种非对称连轴组合轴承，其特征在于：所述靠近芯轴上负载的一端的滚柱保持架及滚柱，其承载大于所述驱动皮带轮施加在轴承上的负荷；所述芯轴上靠近负载的一端的滚柱保持架及滚柱的长度大于等于18毫米，所述芯轴上远离负载一端的滚柱保持架及滚柱其长度大于等于14毫米。

5.根据权利要求4所述一种非对称连轴组合轴承，其特征在于：对于所述长度大于等于18毫米的滚柱以及长度大于等于14毫米的滚柱，其额定动负荷的比例为1.2175，其额定静负荷的比例为1.2862。

6.一种用于权利要求1-5任意一项所述一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，该磨加工机床包括左右两部分，该左半部分包括工件夹具和工件夹具上被夹持的工件，该右半部分包括与左侧工件夹具水平方向轴心对应的砂轮轴和砂轮轴上的砂轮，其特征在于：所述砂轮轴上的砂轮为左右间隔一定距离的两个砂轮，该两个砂轮轴向宽度不等，其中宽的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应长滚柱的滚道，窄的砂轮用于打磨轴承外圈内表面对应短滚柱的滚道。

7.根据权利要求6所述的一种非对称连轴组合轴承的磨加工机床，其特征在于：所述工件夹具的相对两侧还设置有料道，一侧为进料道，一侧为出料道，所述磨加工机床的右半部分还包括横卧的砂轮轴支座和低接在横卧的砂轮轴支座下端面的工作台，所述砂轮轴安装在砂轮轴支座沿水平方向的轴向中心线上，并沿水平方向向左伸出砂轮轴支座；所述工件夹具包括工件夹具上夹板和工件夹具下夹板，它们同侧的各自一端还还通过机架连接工件夹具传动装置，该传动装置包括电机、皮带轮、皮带。