CN219282267U - 一种双接触区转轴防振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双接触区转轴防振装置，包括转轴、轴承、基座，转轴穿过轴承，轴承固定在基座上，有径向施力装置将径向力作用在转轴上，将转轴压向一侧，轴承内孔与转轴接触部分在与轴心线垂直的截面内设置有凹槽，径向施力装置的施力方向处在凹槽中，在径向力的作用下，转轴与轴承在凹槽两侧形成接触，凹槽的弧长与两接触区的弧长之向对应的圆心角小于180度。本实用新型通过在轴承上设置凹陷区域，在凹陷区域形成不受力区，配合径向施力装置在两侧形成接触区，能有效消除转轴振动。

Description

一种双接触区转轴防振装置

技术领域

本实用新型涉及机械传动领域，具体涉及一种双接触区转轴防振装置。

背景技术

转轴支撑经常用到轴承支撑，硬支撑轴承中有滑动轴承和滚动轴承，由于热胀冷缩等原因，滑动轴承和滚动轴承的转动体和支撑体之间必须存在间隙，而该间隙就成为了转轴转动时振动的自然空间，在机床和仪器领域，存在大量的转轴振动问题困扰着设计者和使用者。

为了解决上述问题，现有技术中公开了很多的主轴结构，即采用磁力方式去消除轴承一边的游隙，使转轴转动顺畅，如专利公布号为CN216742454U，专利名为能自主调节的电主轴转轴结构，专利公布号为CN114110019A公开的一种自主调节的电主轴转轴机构及电主轴，上述技术通过采用磁吸器消除游隙，

但这些专利公开的技术解决的是径向施力方向上一个方向的振动问题，在和径向施力方向垂直的方向上振动无法消除，实际使用效果有限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是一种双接触区转轴防振装置，通过在轴承上设置凹陷区域，在凹陷区域形成不受力区，而在两侧形成受力区，配合径向施力装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种双接触区转轴防振装置，包括转轴、前后轴承、基座，转轴穿过前后轴承，轴承固定在基座上，有径向施力装置将径向力作用在转轴上，将转轴压向一侧，轴承内孔与转轴接触部分在与轴心线垂直的截面内设置有凹槽，径向施力装置的施力方向处在凹槽中，在径向力的作用下，转轴与轴承在凹槽两侧形成接触，凹槽的弧长与两接触区的弧长之向对应的圆心角小于180度。

作为优选的技术方案，凹槽弧长对应的圆心角角度为15-120度之间。

作为优选的技术方案，凹槽深度大于转轴与轴承接触部分在任意凹槽弧心角度上得到最大凸起值。

作为优选的技术方案，转轴和轴承之间有滚动体。

作为优选的技术方案，凹槽深度大于转轴滚道在任意凹槽弧心角度上的最大凸起值加上滚动体最大的直径差。

作为优选的技术方案，滚动体为滚珠或圆柱滚子，滚动体为滚珠时，轴和轴承上设圆弧滚道，圆弧滚道分为向心球轴承滚道和四点接触式球轴承滚道。

作为优选的技术方案，所述径向施力装置为磁吸施力装置，转轴上有被吸盘，基座上有磁铁吸引被吸盘。

作为优选的技术方案，所述径向施力装置为弹性压紧施力装置(5)或者气缸或者油缸，缸体装在基座上，活塞压向转轴。

作为优选的技术方案，所述基座为圆筒状，所述轴承座为圆盘状，轴承座装在圆筒的两端。

作为优选的技术方案，所述转轴与轴承接触部分设置套圈，材料为工程陶瓷或硬质合金

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在轴承上设置凹陷区域，在凹陷区域形成不受力区，配合径向施力装置在两侧形成接触区，能有效消除转轴振动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为现有技术中轴承产生游隙时的结构示意图；

图1b为现有技术中滑动轴承产生游隙时的结构示意图；

图2为本实用新型的滚珠轴承的结构示意图；

图3为本实用新型的圆柱滚子轴承的截面示意图；

图4为本实用新型的四点接触球轴承的截面示意图；

图5为本实用新型实施例1的结构示意图；

图6为实施例1中弹性压紧部分的截面示意图；

图7为本实用新型实施例2的结构示意图；

图8为本实用新型实施例3的结构示意图；

图9为本实用新型实施例4的轴承座与轴承外圆一体化的截面示意图；

图10为本实用新型实施例4的轴与轴承内圈一体化的截面示意图；

图11为本实用新型实施例5的基座与轴承座的结构示意图；

图12为本实用新型的实施例6的轴承座与轴承外圈的端面示意图；

图13为本实用新型实施例7的滑动轴承与轴的组装示意图；

附图标记说明：

1、轴承座；2、轴承；3、转轴；4、基座；5、弹性压紧施力装置；6、飞轮；7、飞轮固定键；8、凹槽；9、外圆滚道；10、内圆滚道；11、轴承外圈；51、固定框；52、压紧弹簧；53、固定轴套；54、浮动块；55、接触滚珠；101、被吸盘；102、磁铁。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图5所示，本实用新型的一种双接触区转轴防振装置，包括轴承2、轴承2座1、基座4以及转轴3，轴承2安装在轴承座1内，轴承座1安装在基座4的两侧，转轴3穿过安装在两个轴承座1的轴承2内；

转轴3上安装有一径向施力装置，轴承2的外圆滚道9在与转轴3心线垂直的截面内设置有凹槽8，径向施力装置的施力方向处于凹槽8中，在径向施力装置的作用下，转轴3被压紧在凹槽8的两侧，凹槽8两侧形成滚动体接触区，凹槽8的弧长与两滚动体接触区的弧长之和对应的圆心角小于180度，如图2所示。

本实施例中，凹槽8弧长对应的圆心角c的角度为60度，凹槽深度大于内圈滚道10凸度和滚子直径差之和。

本实施例中，径向施力装置采用弹性压紧施力装置5，弹性压紧施力装置5设置为一个以上，并安装在基座4上，具体的，弹性压紧施力装置5包括安装在基座4上的固定框51，固定框51上设置一固定轴套53，固定轴套53内安装一压紧弹簧52，固定轴套53的底部开口并设置一浮动块54，浮动块54内具有一个滚珠腔，滚珠腔内设置一接触滚珠55，滚珠凸出至浮动块54下端面，并通过压紧弹簧52将浮动块54顶出，使得接触滚珠55能够与转轴3滚动压紧，如图6所示。

本实施例中，使用到的轴承2，一组可以为向心滚珠轴承或圆柱滚子轴承，另一组为四点接触球轴承，该轴承同时承受轴向和径向力，如图3和图4所示的是圆柱滚子轴承和四点接触球轴承。

实施例2

如图7所示，本实用新型的一种双接触区转轴防振装置，包括轴承2、轴承2座1、基座4以及转轴3，轴承2安装在轴承座1内，轴承座1安装在基座4的两侧，转轴3穿过安装在两个轴承座1的轴承2内；

转轴3上安装有一径向施力装置，轴承2的外圆滚道9在与转轴3心线垂直的截面内设置有凹槽8，径向施力装置的施力方向处于凹槽8中，在径向施力装置的作用下，转轴3被压紧在凹槽8的两侧，凹槽8两侧形成滚动体接触区，凹槽8的弧长与两滚动体接触区的弧长之和对应的圆心角小于180度，如图2所示。

本实施例中，凹槽8弧长对应的圆心角c的角度为60度，凹槽深度大于内圈滚道凸度和滚子直径差之和。

本实施例中，径向施力装置采用重力施力装置,具体的，在转轴3上安装多个配重用的飞轮6，飞轮6通过安装在转轴3上，此时整个飞轮6的重心向下，轴承内圈与相应滚动体轴承的外圈滚道上的凹槽中心和重力方向一致被压紧在凹槽两侧，对转轴3施加一个下压的重力，实现径向施力的目的，在其它实施例中，飞轮6也可以采用其它的配重体。

本实施例中，使用到的轴承2，一组可以为向心滚珠轴承或圆柱滚子轴承，另一组为四点接触球轴承，该轴承同时承受轴向和径向力，如图3和图4所示的是圆柱滚子轴承和四点接触球轴承。

实施例3

如图8所示，是电主轴实施例，为了阐述方便，省略外壳和端盖，本实施例与实施例1与实施例2的原理类似，不同之处采用磁吸施力装置进行磁吸施加径向力。轴承2的外圆滚道9在与转轴3心线垂直的截面内设置有凹槽8，径向施力装置的施力方向处于凹槽8中，在径向施力装置的作用下，转轴3和相应的滚动体被压紧在凹槽8的两侧，凹槽8两侧形成滚动体接触区，凹槽8的弧长与两滚动体接触区的弧长之和对应的圆心角小于180度，如图2所示。

本实施例中，凹槽8弧长对应的圆心角c的角度为60度，凹槽深度是0.005毫米，凹槽两端与非正常圆弧缓缓过渡，过渡区间分别对应10度的圆心角，内圈滚道圆度小于0.001毫米，滚子直径差在0.0005毫米内。

磁吸施力装置通过在转轴3上安装被吸盘101，在被吸盘101的外部安装磁铁102，通过磁吸方式产生径向压力，使得转轴3压向轴承2的一侧，被吸盘101采用金属材质，故当磁铁或永久磁铁102通电时，即可产生磁吸力，对转轴3施加一个吸力，使得转轴3产生压向凹槽8的径向力，转轴3的中间安装转子104，转子104的外部安装定子103。

本实施例中，使用到的轴承2，一组可以为向心滚珠轴承或圆柱滚子轴承，另一组为四点接触球轴承，该轴承同时承受轴向和径向力，如图3和图4所示的是圆柱滚子轴承和四点接触球轴承。

实施例4

本实施例中，其工作原理与上述实施例相同，不同之处在于：如图9和图10所示，轴和内圈为一体化结构、轴承外圈11和轴承座为一体化结构，即在轴上直接设置内圆滚道10，在轴承座上设置外圆滚道9，直接省略轴承外圈与轴承内圈，也是可以实现本实用新型的工作原理的，凹槽的位置还是设置在外圆滚道上。

实施例5

本实施例中，其工作原理与上述实施例均相同，不同之处在于：如图11所示，本实施例中，基座呈圆筒形状，有别于其它实施例中的基座的结构，而轴承座的结构也设置为圆形端盖状的结构分设在基座的两端，这样轴装在圆筒形的基座内，轴两端转动安装在圆形端盖状的轴承中，而使用的滚动支撑方式可以是单独传统的轴承加凹槽的结构，也可以使用省略轴承外圈11或者轴承内圈的结构或者混合交替使用的结构，均可以应用在本实施例中。

在本实施例中，轴承座内圈对应凹槽的位置设置有轴承座凹槽81，轴承外圈轴承座凹槽81变形，受压时，轴承外圈可以跟随着变形。

实施例6

如图12所示，本实施例中，滚动轴承外圈对应凹槽的位置设置有轴承座凹槽81，轴承外圈随轴承座凹槽81变形，形成凹槽。

实施例7

本实施例中，和实施例1不同的是由滑动轴承和四点接触球轴承承载，如图13所示，本实施例使用的轴承2为滑动轴承，在滑动轴承的位置设置凹槽，将轴3滑动设置在滑动轴承内并在径向施力装置作用下轴与底部的凹槽两侧接触，使轴稳定，轴上用氧化锆陶瓷套圈、轴承用氧化锆陶瓷制作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双接触区转轴防振装置，包括转轴、轴承座、前后轴承、基座，转轴穿过前后轴承，轴承固定在基座上，其特征在于，有径向施力装置将径向力作用在转轴上，将转轴压向一侧，轴承内孔与转轴接触部分在与轴心线垂直的截面内设置有凹槽，径向施力装置的施力方向处在凹槽中，在径向力的作用下，转轴与轴承在凹槽两侧形成接触，凹槽的弧长与两接触区的弧长之向对应的圆心角小于180度。

2.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：凹槽(8)弧长对应的圆心角角度为15-120度之间。

3.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：凹槽深度大于转轴与轴承接触部分在任意凹槽弧心角度上得到最大凸起值。

4.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：转轴和轴承之间有滚动体。

5.根据权利要求4所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：凹槽深度大于转轴滚道在任意凹槽弧心角度上的最大凸起值加上滚动体最大的直径差。

6.根据权利要求4所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：滚动体为滚珠或圆柱滚子，滚动体为滚珠时，轴和轴承上设圆弧滚道，圆弧滚道分为向心球轴承滚道和四点接触式球轴承滚道。

7.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：所述径向施力装置为磁吸施力装置，转轴上有被吸盘，基座上有磁铁吸引被吸盘。

8.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：所述径向施力装置为弹性压紧施力装置(5)或者气缸或者油缸，缸体装在基座上，活塞压向转轴。

9.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：所述基座(4)为圆筒状，所述轴承座(1)为圆盘状，轴承座装在圆筒的两端。

10.根据权利要求1所述的双接触区转轴防振装置，其特征在于：所述转轴与轴承接触部分设置套圈，材料为工程陶瓷或硬质合金。

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