JP4017358B2

JP4017358B2 - Bearing assembly method

Info

Publication number: JP4017358B2
Application number: JP2001149138A
Authority: JP
Inventors: 貞夫佐藤; 厚志平沼; 良晴渡部; 尚吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP2002340004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばアンギュラベアリングのような軸受をスピンドル軸に組み付ける際の組付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンギュラベアリングのような軸受をスピンドル軸に組み付ける際、軸受に予圧力をかけて回転のガタを無くすとともに、回転重さが適切になるよう調整する必要があるが、このような予圧力の調整は、例えば熟練作業者等がスピンドル軸に軸受を組み付けて締付力を徐々に加えながらスピンドル軸を回転させて、回転重さやガタツキ等を、感触や音や発熱量等によって確認しながら組み付けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の組付方法は、熟練作業者等の勘とコツに頼る部分が多く、ノウハウのない人や熟練度の低い人が組付作業を行うと、多大な時間がかかるとともに、組付精度が狂うと、スピンドル軸が焼き付いたり、スピンドル軸の回転にガタツキが多くなる等の問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、スピンドル軸にアンギュラベアリング等の軸受を組み付けるにあたり、熟練度の低い人でも簡単に精度良く、またバラツキのない品質で組み付けることが出来るようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、スピンドル軸に軸受を組み付けた後、締付ナットの締め付けにより軸受を予圧するようにした軸受の組付方法であって、スピンドル軸にベアリングインナを嵌合させた時のベアリングインナに発生する内圧を、ベアリングインナをスピンドル軸に嵌合させた場合のベアリングインナ内径（ｄｉ）、ベアリングインナ外径（Ｄｉ）、前記ベアリングインナ内径（ｄｉ）とスピンドル軸外径（ＤＳ）の差である締め代（ｄｉ−ＤＳ）及びベアリングインナのヤング率をパラメータとして計算により求める工程と、軸受摺動抵抗を、前記ベアリングインナに発生する内圧、ベアリングインナ内径（ｄｉ）、ベアリング幅（Ｗ）、軸受の数及びベアリングの軸摩擦係数をパラメータとして計算により求める工程と、この軸受摺動抵抗に組付設計荷重を加えてトータルの組付荷重を求める工程と、このトータルの組付荷重から締付ナットのネジ摩擦トルク、及び締付ナットとスペーサ等の座面摩擦トルクを計算により求める工程と、このネジ摩擦トルクと座面摩擦トルクから締付トルクを算出し、この締付トルクで締付ナットを締め付けるようにした。
【０００６】
このように、締付ナットを締め付けて軸受に予圧する場合、締付トルクを計算によって求めるようにすれば、勘やコツに頼る部分がなくなり、初心者等でも均一な精度で組み付けることが出来る。
ここで、締付トルクは、軸受に一定の組付設定荷重（スピンドル設計者が定める最適荷重）がかかるように締め付ける必要があるが、実際に締付ナットで締め付ける場合は、組付設定荷重のみならず、ベアリングインナを押圧して移動させる際の軸受摺動抵抗や、締付ナットのネジ摩擦抵抗や、締付ナットとスペーサ等の座面摩擦抵抗（スペーサ等を介してベアリングインナを押圧する場合）を考慮する必要がある。
そしてこれら軸受摺動抵抗等は、最初にスピンドル軸にベアリングインナを嵌め合せた時、ベアリングインナに発生する内圧によって変化するため、最初にこの内圧を計算によって求め、以下、軸受摺動抵抗、締付ナットのネジ摩擦抵抗、締付ナットとベアリングインナの座面摩擦抵抗を順次求め、最終的に締付ナットにかけるべき締付トルクを求める。
この際、例えばこの計算をコンピュータで自動処理するようにし、スピンドル軸諸元や軸受諸元等の各種パラメータを入力するだけで、締付トルクが自動的に算出出来るような予圧管理ソフトを構築しておけば好適である。
【０００７】
また本発明では、スピンドル軸に軸受を組み付けた後、押圧手段により位置規制スリーブを介して軸受を押圧して予圧し、その後位置規制スリーブを固定するようにした軸受の組付方法において、スピンドル軸にベアリングインナを嵌合させた時のベアリングインナに発生する内圧を、ベアリングインナをスピンドル軸に嵌合させた場合のベアリングインナ内径（ｄｉ）、ベアリングインナ外径（Ｄｉ）、前記ベアリングインナ内径（ｄｉ）とスピンドル軸外径（ＤＳ）の差である締め代（ｄｉ−ＤＳ）、ベアリングインナのヤング率をパラメータとして計算により求め、軸受摺動抵抗を、前記ベアリングインナに発生する内圧、ベアリングインナ内径（ｄｉ）、ベアリング幅（Ｗ）、軸受の数、ベアリングの軸摩擦係数をパラメータとして計算により求めるとともに、この軸受摺動抵抗に組付設計荷重を加えてトータルの組付荷重を求め、トータルの組付荷重に基づいて押圧手段の押圧荷重を算定し、この押圧荷重で位置規制スリーブを介して軸受を押圧するようにした。
【０００８】
このように、位置規制スリーブを介して押圧手段により予圧をかける場合、押圧手段でかけるべき押圧荷重を計算で求めることによって、勘やコツに頼る部分を無くし、初心者等でも均一な精度で組み付け出来るようにする。
ここで、位置規制スリーブとしては、例えばスピンドル軸に焼き嵌め等で嵌合されるステップドスリーブと呼ばれるような部材が好適であり、このステップドスリーブは、押圧手段で押圧する際は、スピンドル軸との嵌合面に高圧の油圧をかけてスピンドル軸との摩擦抵抗を無視できる程度に減らし、押圧後、油圧を抜くことで、スピンドル軸に固着せしめて軸受を位置規制出来るようにされている。
尚この際も、計算をコンピュータで自動処理するようにし、各種パラメータを入力するだけで、押圧荷重が自動的に算出出来るような予圧管理ソフトを構築しておけば好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は締付ナットを用いた軸受の組付方法を示す工程図、図２は締付ナットを用いた軸受の説明図、図３は位置規制スリーブを用いた軸受の組付方法を示す工程図、図４は位置決めスリーブを用いた軸受の組付方法を説明するための説明図、図５は軸受にかける予圧力を説明するための説明図である。
【００１０】
本発明に係る軸受の組付方法は、スピンドル軸にアンギュラベアリング等の軸受を組み付けるにあたり、熟練度がなくても簡単に且つ精度良く組み付けることが出来るようにされ、このようなアンギュラベアリング等の軸受の概要について図５に基づき説明する。
【００１１】
図５に示すように、スピンドル軸１に装着されるアンギュラベアリング等の軸受３は、スピンドル軸１に嵌合するベアリングインナ４と、外側ハウジング２に嵌合するベアリングアウタ５と、ベアリングボール６を備えており、このベアリングボール６とベアリングインナ４やベアリングアウタ５との接触部には、接触角αが付与されている。
【００１２】
このため、ベアリングインナ４を軸方向に移動調整すれば、接触角αの作用によりラジアル方向の予圧が変化するようになり、ベアリングインナ４を内側方向に押し込むと予圧力が高まって回転が重くなり、ベアリングインナ４を外側方向に引き出すと、予圧力が弱まってガタが多くなるため、この予圧力を適切に調整しながら組み付ける必要がある。
【００１３】
ここで、軸受３に予圧をかけるための方法としては、締付ナットでベアリングインナ４を押圧する方法や、位置規制スリーブを介して押圧手段でベアリングインナ４を押圧する方法等が一般的であり、本発明ではいずれの場合でも適用可能にされ、また、コンピュータに各種パラメータを入力するだけで、締付ナットの場合は、締付トルクが自動的に算出され、位置規制スリーブの場合は、押圧手段の押圧荷重が自動的に算出されるような予圧管理ソフトを構築している。
【００１４】
そこで、まず、締付ナットを使用して予圧をかける場合について、図１及び図２に基づき説明する。
図２に示すように、締付ナット７で軸受３に予圧力を与える場合、スペーサ８を介してベアリングインナ４に押圧力を加える方法が一般的である。
【００１５】
この場合、締付ナット７に加える締付トルクを計算により求めようとすると、スピンドル設計者が要求している組付設計荷重に加えて、ベアリングインナ４を押圧して移動させる際の軸受摺動抵抗や、締付ナット７で締め付ける際の締付ナット７の摩擦抵抗等を考慮する必要があり、本発明では、図１に示すような方法により締付トルクを算出するようにしている。
【００１６】
まず、スピンドル軸１にベアリングインナ４を嵌合させた際に、ベアリングインナ４に発生するであろう内圧を計算により求める。
この際、ベアリングインナ４の内圧を計算で求める際に考慮すべきパラメータの一例は、例えばベアリングインナ内径ｄｉ、ベアリングインナ外径Ｄｉ、スピンドルに穴がある場合はスピンドル穴径ｄｓ、ベアリングインナ４をスピンドル軸１に嵌合させた場合にベアリングインナ内径ｄｉとスピンドル軸外径ＤＳの差である締め代（ｄｉ−ＤＳ）、ベアリングインナ４のヤング率（縦弾性係数）等であり、本発明では、これらパラメータをコンピュータ等に入力すると、ベアリングインナ４に発生する内圧が自動的に算出されるようにしている。
【００１７】
ベアリングインナ４に発生する内圧が求められると、これに基づいて軸受摺動抵抗が計算により求められる。
この計算のために考慮すべきパラメータの一例は、例えばベアリングインナに発生する内圧、ベアリングインナ内径ｄｉ、ベアリング幅Ｗ、組合せ数（軸受の数）、ベアリング・軸摩擦係数等であり、これらについてもコンピュータ等に各種パラメータを入力するだけで軸受摺動抵抗が自動的に算出されるようにしている。
【００１８】
こうして軸受摺動抵抗が求められると、スピンドル設計者が要求する組付設計荷重にこの軸受摺動抵抗が加算されてトータルの組付荷重が求められる。
そしてこのトータルの組付荷重は、軸受内部の実状が考慮された値であり、ベアリングインナ４をこの組付荷重で押圧すれば、最終的にスピンドル設計者が要求する組付設計荷重で予圧出来るというものである。
【００１９】
ところで、ベアリングインナ４を締付ナット７の締め付けによって押圧する場合、上記のトータルの組付荷重を生じさせるため、締付ナット７側の実状も考慮して、実際に締付ナットにかけるべき締付トルクを求める必要があり、このため締付ナット７側のネジ摩擦トルクと座面摩擦トルクを算出する。
ここで、ネジ摩擦トルクは、締付ナット７の雌ネジとスピンドル軸１の雄ネジの間の摩擦抵抗を考慮したものであり、座面摩擦トルクは、締付ナット７前面とスペーサ８間の摩擦抵抗を考慮したものである。
【００２０】
そして、ネジ摩擦トルクを算出するため考慮すべきパラメータの一例については、トータルの組付荷重、ネジピッチ、ナット有効径ｄｃＮ、ネジ摩擦係数μＮ等であり、また座面摩擦トルクを算出するためのパラメータについては、例えばトータルの組付荷重、座面外径ＤＦ、座面内径ｄＦ、座面摩擦抵抗μＦ等である。
【００２１】
そして、求められたネジ摩擦トルクと座面摩擦トルクを加えることによって、最終的な締付トルクを算出するようにしている。
すなわち、スピンドル軸１に組み付けられる軸受３に締付ナット７で予圧する場合、スピンドル軸１やベアリングインナ４やベアリングボール６や締付ナット７等の寸法諸元や機械的諸元等をコンピュータ等に入力するだけで自動的に適切な締付トルクが算出され、練度等の少ない人でも、求められた締付トルクで締め付けるだけの極めて簡単な操作で品質良く組み付けることが出来る。
【００２２】
次に、位置規制スリーブを使用して予圧する場合の構成例について、図３及び図４に基づき説明するが、まず、位置規制スリーブとしてステップドスリーブと呼ばれる部材を使用して予圧する場合の予圧機構等の概要について、図４に基づき説明する。
尚、このステップドスリーブ１０は、スピンドル軸１に焼き嵌め等によって嵌着され、軸受３の一端側をスペーサ８を介して位置規制するものである。
【００２３】
図４に示すように、ステップドスリーブ１０が使用される軸受３を予圧する場合は、スピンドル軸１に焼き嵌めされたステップドスリーブ１０に油圧源１１を接続して、ステップドスリーブ１０とスピンドル軸１との嵌合面に圧油を供給することで嵌合面の摺動抵抗を殆どゼロに出来るようにするとともに、ステップドスリーブ１０を押圧するための押圧手段１２を接続するようにしており、油圧源１１によってステップドスリーブ１０とスピンドル軸１との嵌合面の摺動抵抗を無くした後、押圧手段１２により押圧し、軸受３に所定の予圧力がかかった時点で油圧源１１の油の供給を停止し、ステップドスリーブ１０を元の状態に復元させて軸受３の位置を規制出来るようにされている。
【００２４】
因みに、押圧手段１２としては、スピンドル軸１の一端側に取付け自在なネジ部材１３と、このネジ部材１３に螺合する油圧ナット１４を備えており、この油圧ナット１４には、リング状のシリンダ部１４ｓが形成されるとともに、このシリンダ部１４ｓ内にリング状のピストン１５が進退動自在に設けられ、このピストン１５の先端に押圧部材１６が取付けられている。また、シリンダ部１４ｓに油圧を供給するための油圧源１７が設けられている。
【００２５】
以上のようなステップドスリーブ１０を使用する場合の予圧方法について、図１に基づき説明する。
ベアリングインナ４に発生する内圧を計算で求め、その後、軸受摺動抵抗を求めて、トータルの組付荷重を求めるまでの手順は、前記例の場合と同様である。
【００２６】
その後、この場合は、押圧部材１６による押圧力を計算で求める際に考慮すべきパラメータの一例については、例えばシリンダ内径とｑｉとシリンダ外径Ｑｉ等とし、ステップドスリーブ１０の摩擦抵抗等は無視して押圧手段１２の押圧荷重を求めるようにしている。
【００２７】
そして、油圧源１１からステップドスリーブ１０の嵌合面に高圧で油を供給してステップドスリーブ１０の内径を僅かに広げると同時に、嵌合面に油膜を形成して摺動抵抗を殆どゼロにし、油圧ナット１４のシリンダ部１４ｓ内に圧油を供給して、押圧部材１６によりベアリングインナ４を押圧し、前記計算により求められた押圧荷重がかかった時点で油圧源１１の油の供給を停止すれば、ステップドスリーブ１０がその位置でスピンドル軸１に固定され、予圧がかかった状態で軸受３が位置規制される。
【００２８】
そしてこの場合にも、スピンドル軸１やベアリングインナ４やベアリングボール６等の寸法諸元や機械的諸元等を入力するだけで自動的に適切な押圧荷重が算出され、練度等の少ない人でも簡単に且つ均一な品質で組み付けることが出来る。
【００２９】
尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る軸受の組付方法は、スピンドル軸に軸受を組み付ける際の予圧方法として、スピンドル軸にベアリングインナを装着した時のベアリングインナに発生する内圧を計算により求め、この内圧に基づいて軸受摺動抵抗を求めるとともに、これに組付設計荷重を加算することによりトータルの組付荷重を求め、このトータルの組付荷重から締付ナットの締付トルクや、押圧手段の押圧荷重を求めるようにしたため、従来のように勘やコツに頼る部分がなくなり、初心者等でも均一な精度で組み付けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】締付ナットを用いた軸受の組付方法を示す工程図
【図２】締付ナットを用いた軸受の説明図
【図３】位置規制スリーブを用いた軸受の組付方法を示す工程図
【図４】位置決めスリーブを用いた軸受の組付方法を説明するための説明図
【図５】軸受にかける予圧力を説明するための説明図
【符号の説明】
１…スピンドル軸、３…軸受、４…ベアリングインナ、５…ベアリングアウタ、６…ベアリングボール、７…締付ナット、８…スペーサ、１０…ステップドスリーブ、１２…押圧手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembling method when a bearing such as an angular bearing is assembled to a spindle shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a bearing such as an angular bearing is assembled to a spindle shaft, it has been necessary to apply preload to the bearing to eliminate rotational backlash and to adjust the rotation weight appropriately. For adjustment, for example, a skilled worker installs a bearing on the spindle shaft, rotates the spindle shaft while gradually applying a tightening force, and checks the rotational weight, rattling, etc. by checking the feel, sound, heat generation, etc. I am doing so.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional assembly method relies heavily on the intuition and knack of skilled workers, etc., and it takes a lot of time and time when assembly work is done by a person with no know-how or a low level of skill. If the accuracy is incorrect, there are problems such as seizure of the spindle shaft and a lot of backlash in the rotation of the spindle shaft.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to make it possible for a person with a low level of skill to easily and accurately assemble a bearing such as an angular bearing on a spindle shaft with a quality without variation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a bearing assembly method in which a bearing is preloaded by tightening a tightening nut after the bearing is assembled to the spindle shaft, and the bearing inner is fitted to the spindle shaft. The inner pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is fitted to the spindle shaft, the inner diameter of the bearing inner (di), the outer diameter of the bearing inner (Di), the inner diameter of the bearing inner (di) and the outer diameter of the spindle shaft (DS) difference of tightening allowance (di-DS) and Young's modulus of bearing inner by calculation , parameters , bearing sliding resistance , internal pressure generated in the bearing inner, bearing inner inner diameter (di), bearing width (W), a step of determining by calculation the number and the axial coefficient of friction of the bearing of the bearing as a parameter, The process of obtaining the total assembly load by adding the assembly design load to the bearing sliding resistance of the bearing, the screw friction torque of the tightening nut from the total assembly load, and the bearing surface friction torque of the tightening nut and spacer, etc. The tightening torque is calculated from the step of calculating the torque and the screw friction torque and the bearing surface friction torque, and the tightening nut is tightened with the tightening torque.
[0006]
As described above, when the tightening nut is tightened and the bearing is preloaded, if the tightening torque is obtained by calculation, there is no part depending on intuition and knack, and even beginners can assemble with uniform accuracy.
Here, the tightening torque needs to be tightened so that a certain assembly setting load (optimum load determined by the spindle designer) is applied to the bearing. However, when actually tightening with a tightening nut, only the assembly setting load is required. Also, the bearing sliding resistance when the bearing inner is pressed and moved, the screw friction resistance of the tightening nut, and the bearing surface friction resistance of the tightening nut and spacer (press the bearing inner via the spacer, etc.) Case).
Since these bearing sliding resistances etc. change depending on the internal pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is first fitted to the spindle shaft, this internal pressure is first obtained by calculation. The screw friction resistance of the attached nut and the bearing surface friction resistance of the tightening nut and the bearing inner are sequentially obtained, and finally the tightening torque to be applied to the tightening nut is obtained.
At this time, for example, this calculation is automatically processed by a computer, and preload management software is constructed so that the tightening torque can be automatically calculated simply by inputting various parameters such as spindle shaft specifications and bearing specifications. This is preferable.
[0007]
According to the present invention, in the method of assembling the bearing, after the bearing is assembled to the spindle shaft, the bearing is pressed by the pressing means via the position regulating sleeve and preloaded, and then the position regulating sleeve is fixed. The inner pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is fitted to the bearing inner diameter (di), the bearing inner outer diameter (Di) when the bearing inner is fitted to the spindle shaft, the bearing inner inner diameter ( di) and the spindle allowance (di-DS), which is the difference between the spindle shaft outer diameter (DS) and the Young's modulus of the bearing inner, are used as parameters to calculate the bearing sliding resistance , the internal pressure generated in the bearing inner, the bearing inner inside diameter (di), the bearing width (W), the number of bearings, the shaft friction coefficient of the bearing as a parameter Calculate the total assembly load by adding the assembly design load to the bearing sliding resistance, calculate the pressing load of the pressing means based on the total assembly load, and use this pressing load to calculate the position regulating sleeve. The bearing was pressed via
[0008]
In this way, when preload is applied by the pressing means via the position regulating sleeve, by calculating the pressing load to be applied by the pressing means, parts that depend on intuition and knack can be eliminated, and even beginners can assemble with uniform accuracy. To.
Here, as the position restricting sleeve, for example, a member called a stepped sleeve that is fitted to the spindle shaft by shrink fitting or the like is suitable. When the stepped sleeve is pressed by the pressing means, the spindle shaft Applying high pressure hydraulic pressure to the mating surface to reduce the frictional resistance with the spindle shaft to a negligible level. After pressing, the hydraulic pressure is released, so that the bearing can be regulated by fixing it to the spindle shaft. .
In this case as well, it is preferable to construct a preload management software that can automatically calculate the pressing load by automatically processing the calculation by a computer and inputting various parameters.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Here, FIG. 1 is a process diagram showing a method of assembling a bearing using a tightening nut, FIG. 2 is an explanatory view of the bearing using a tightening nut, and FIG. 3 shows a method of assembling the bearing using a position regulating sleeve. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method for assembling a bearing using a positioning sleeve, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a preload applied to the bearing.
[0010]
The method for assembling a bearing according to the present invention is such that when a bearing such as an angular bearing is assembled to a spindle shaft, the bearing can be easily and accurately assembled without skill, such a bearing such as an angular bearing. The outline will be described with reference to FIG.
[0011]
As shown in FIG. 5, a bearing 3 such as an angular bearing attached to the spindle shaft 1 includes a bearing inner 4 fitted to the spindle shaft 1, a bearing outer 5 fitted to the outer housing 2, and a bearing ball 6. A contact angle α is given to a contact portion between the bearing ball 6 and the bearing inner 4 or the bearing outer 5.
[0012]
For this reason, if the bearing inner 4 is moved and adjusted in the axial direction, the preload in the radial direction changes due to the action of the contact angle α, and if the bearing inner 4 is pushed inward, the preload increases and the rotation becomes heavy. When the bearing inner 4 is pulled out in the outward direction, the preload is weakened and the backlash increases. Therefore, it is necessary to assemble the preload while adjusting the preload appropriately.
[0013]
Here, as a method for preloading the bearing 3, a method of pressing the bearing inner 4 with a tightening nut, a method of pressing the bearing inner 4 with a pressing means via a position regulating sleeve, and the like are common. In the present invention, the present invention can be applied in any case, and by simply inputting various parameters to the computer, the tightening torque is automatically calculated in the case of a tightening nut, and in the case of a position restricting sleeve, Preload management software is constructed so that the pressing load of the means is automatically calculated.
[0014]
Therefore, first, the case where preload is applied using a tightening nut will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 2, when a preload is applied to the bearing 3 with the tightening nut 7, a method of applying a pressing force to the bearing inner 4 via the spacer 8 is general.
[0015]
In this case, if an attempt is made to calculate the tightening torque to be applied to the tightening nut 7, in addition to the assembly design load required by the spindle designer, the bearing sliding when the bearing inner 4 is pressed and moved. It is necessary to consider resistance, frictional resistance of the tightening nut 7 when tightening with the tightening nut 7, and the like. In the present invention, the tightening torque is calculated by the method shown in FIG.
[0016]
First, the internal pressure that will be generated in the bearing inner 4 when the bearing inner 4 is fitted to the spindle shaft 1 is obtained by calculation.
At this time, examples of parameters to be considered when calculating the inner pressure of the bearing inner 4 are, for example, the bearing inner inner diameter di, the bearing inner outer diameter Di, the spindle hole diameter ds when the spindle has a hole, and the bearing inner 4 In the present invention, there are a tightening margin (di-DS) which is a difference between a bearing inner inner diameter di and a spindle shaft outer diameter DS when fitted to the spindle shaft 1, a Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of the bearing inner 4, etc. When these parameters are input to a computer or the like, the internal pressure generated in the bearing inner 4 is automatically calculated.
[0017]
When the internal pressure generated in the bearing inner 4 is obtained, the bearing sliding resistance is obtained by calculation based on this.
Examples of parameters to be considered for this calculation are, for example, internal pressure generated in the bearing inner, bearing inner inner diameter di, bearing width W, number of combinations (number of bearings), bearing / shaft friction coefficient, etc. The bearing sliding resistance is automatically calculated simply by inputting various parameters to a computer or the like.
[0018]
When the bearing sliding resistance is thus obtained, the bearing sliding resistance is added to the assembly design load required by the spindle designer to obtain the total assembly load.
This total assembly load is a value that takes into account the actual condition inside the bearing, and if the bearing inner 4 is pressed with this assembly load, the preload can be finally applied with the assembly design load required by the spindle designer. That's it.
[0019]
By the way, when the bearing inner 4 is pressed by tightening the tightening nut 7, in order to generate the total assembly load described above, the actual tightening nut 7 side is also taken into consideration, and the tightening to be actually applied to the tightening nut 7. Therefore, it is necessary to calculate the torque and the bearing friction torque on the tightening nut 7 side.
Here, the screw friction torque considers the friction resistance between the female screw of the tightening nut 7 and the male screw of the spindle shaft 1, and the seat surface friction torque is between the front surface of the tightening nut 7 and the spacer 8. Considering frictional resistance.
[0020]
Examples of parameters to be considered for calculating the screw friction torque are total assembly load, screw pitch, nut effective diameter dcN, screw friction coefficient μN, and the like, and parameters for calculating the seating surface friction torque. For example, the total assembly load, the seating surface outer diameter DF, the seating surface inner diameter dF, and the seating surface frictional resistance μF.
[0021]
Then, the final tightening torque is calculated by adding the obtained screw friction torque and bearing surface friction torque.
That is, when preloading the bearing 3 assembled to the spindle shaft 1 with the tightening nut 7, the dimensions and mechanical specifications of the spindle shaft 1, the bearing inner 4, the bearing ball 6, the tightening nut 7, etc. The appropriate tightening torque is automatically calculated simply by inputting to, and even a person with a low degree of skill can assemble with good quality by an extremely simple operation of tightening with the required tightening torque.
[0022]
Next, a configuration example when preloading using a position regulating sleeve will be described with reference to FIGS. 3 and 4. First, preloading when a member called a stepped sleeve is used as the position regulating sleeve is used. An outline of the mechanism and the like will be described with reference to FIG.
The stepped sleeve 10 is fitted on the spindle shaft 1 by shrink fitting or the like, and restricts the position of one end side of the bearing 3 via a spacer 8.
[0023]
As shown in FIG. 4, when preloading the bearing 3 in which the stepped sleeve 10 is used, a hydraulic pressure source 11 is connected to the stepped sleeve 10 that is shrink-fitted on the spindle shaft 1, and the stepped sleeve 10 and the spindle are connected. By supplying pressure oil to the fitting surface with the shaft 1, the sliding resistance of the fitting surface can be made almost zero, and a pressing means 12 for pressing the stepped sleeve 10 is connected. Then, after the sliding resistance of the fitting surface between the stepped sleeve 10 and the spindle shaft 1 is eliminated by the hydraulic source 11, the hydraulic source 11 is pressed by the pressing means 12 and a predetermined preload is applied to the bearing 3. The oil supply is stopped, the stepped sleeve 10 is restored to its original state, and the position of the bearing 3 can be regulated.
[0024]
Incidentally, the pressing means 12 includes a screw member 13 that can be attached to one end of the spindle shaft 1 and a hydraulic nut 14 that is screwed into the screw member 13. The hydraulic nut 14 includes a ring-shaped cylinder. A portion 14 s is formed, and a ring-shaped piston 15 is provided in the cylinder portion 14 s so as to be capable of moving forward and backward. A pressing member 16 is attached to the tip of the piston 15. Further, a hydraulic pressure source 17 for supplying hydraulic pressure to the cylinder portion 14s is provided.
[0025]
A preloading method when using the stepped sleeve 10 as described above will be described with reference to FIG.
The procedure from obtaining the internal pressure generated in the bearing inner 4 by calculation, then obtaining the bearing sliding resistance, and obtaining the total assembly load is the same as in the case of the above example.
[0026]
Thereafter, in this case, examples of parameters to be considered when calculating the pressing force by the pressing member 16 are, for example, the cylinder inner diameter, qi, cylinder outer diameter Qi, etc., and the friction resistance of the stepped sleeve 10 is ignored. Thus, the pressing load of the pressing means 12 is obtained.
[0027]
Then, oil is supplied from the hydraulic source 11 to the mating surface of the stepped sleeve 10 at a high pressure to slightly widen the inner diameter of the stepped sleeve 10, and at the same time, an oil film is formed on the mating surface and the sliding resistance is almost zero. The pressure oil is supplied into the cylinder portion 14s of the hydraulic nut 14, the bearing inner 4 is pressed by the pressing member 16, and the oil from the hydraulic source 11 is supplied when the pressing load determined by the above calculation is applied. When stopped, the stepped sleeve 10 is fixed to the spindle shaft 1 at that position, and the position of the bearing 3 is regulated in a state where preload is applied.
[0028]
Even in this case, an appropriate pressing load is automatically calculated simply by inputting the dimensions, mechanical specifications, etc. of the spindle shaft 1, bearing inner 4, bearing ball 6, etc. But it can be assembled easily and with uniform quality.
[0029]
The present invention is not limited to the above embodiment. What has substantially the same configuration as the matters described in the claims of the present invention and exhibits the same operational effects belongs to the technical scope of the present invention.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the bearing assembly method according to the present invention calculates the internal pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is mounted on the spindle shaft as a preloading method when the bearing is assembled to the spindle shaft. The bearing sliding resistance is obtained based on the above, and the total assembly load is obtained by adding the assembly design load to this, and the tightening torque of the tightening nut or the pressing means pressing is obtained from this total assembly load. Since the load is calculated, there is no part that depends on intuition and knack as in the prior art, and even beginners can assemble with uniform accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method of assembling a bearing using a tightening nut. FIG. 2 is an explanatory diagram of a bearing using a tightening nut. FIG. 3 shows a method of assembling a bearing using a position regulating sleeve. Process diagram [FIG. 4] An explanatory diagram for explaining a method of assembling a bearing using a positioning sleeve [FIG. 5] An explanatory diagram for explaining a preload applied to the bearing [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spindle shaft, 3 ... Bearing, 4 ... Bearing inner, 5 ... Bearing outer, 6 ... Bearing ball, 7 ... Clamping nut, 8 ... Spacer, 10 ... Stepped sleeve, 12 ... Pressing means.

Claims

A bearing assembly method in which a bearing is preloaded by tightening a tightening nut after the bearing is assembled to the spindle shaft, and the internal pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is fitted to the spindle shaft. The inner diameter (di) of the bearing inner when the bearing inner is fitted to the spindle shaft, the outer diameter (Di) of the bearing inner, and the tightening margin (the difference between the inner diameter (di) of the bearing inner and the outer diameter (DS) of the spindle shaft) di-DS) and Young's modulus of the bearing inner by calculation, and the bearing sliding resistance is determined by the internal pressure generated in the bearing inner, the inner diameter of the bearing inner (di), the bearing width (W), the number of bearings and a step of determining by calculation the shaft friction coefficient of the bearing as a parameter, the assembly design load on the bearing sliding resistance A step of obtaining a total assembling load, a step of obtaining a screw friction torque of the tightening nut from the total assembling load, and a seating surface friction torque of the tightening nut and the spacer by calculation, and the screw friction torque A method for assembling a bearing, comprising a step of calculating a tightening torque from a bearing surface friction torque and tightening a tightening nut with the tightening torque.

A bearing assembly method in which a bearing is preloaded by pressing a bearing through a position restricting sleeve by a pressing means after the bearing is assembled to the spindle shaft, and then the position restricting sleeve is fixed. The inner pressure generated in the bearing inner when the bearing inner is fitted to the bearing inner inner diameter (di), the bearing inner outer diameter (Di), and the bearing inner inner diameter (di) when the bearing inner is fitted to the spindle shaft. The process of calculating the tightening allowance (di-DS), which is the difference in the spindle shaft outer diameter (DS), and the Young's modulus of the bearing inner by parameters , the bearing sliding resistance , the internal pressure generated in the bearing inner, the bearing inner inner diameter (di), the bearing width (W), calculates the number and the axial coefficient of friction of the bearing of the bearing as a parameter A step of obtaining a total assembly load by adding an assembly design load to the bearing sliding resistance, a step of calculating a pressing load of the pressing means based on the total assembly load, A method for assembling a bearing, comprising the step of pressing the bearing through a position regulating sleeve with a load.