一种背对背圆锥滚子轴承配置计算方法与流程

本发明属于圆锥滚子轴承技术领域，涉及一种背对背圆锥滚子轴承配置计算方法。

背景技术：

目前，背对背圆锥滚子轴承预紧配置方法普遍采用分别计量外圈隔环和内圈隔环，根据预紧量去除内圈隔环或外圈隔环的宽度，达到预紧轴承的作用。普通方法一般不考虑轴承与轴之间的径向过盈配合关系，不考虑轴承与轴套之间的径向过盈配合关系，不考虑不同轴承的宽度，对背对背圆锥滚子轴承的预紧的影响，这些会对轴承的承载和寿命产生影响。普通方法很难满足批量化生产的要求，需要多次不同位置计量隔环的宽度，计量困难、繁琐且不准确。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种背对背圆锥滚子轴承配置计算方法，解决背对背圆锥滚子轴承配置的预紧问题；解决轴套与轴承过盈量，轴套与轴的过盈量对圆锥滚子轴承配置的预紧问题；解决批量生产背对背圆锥滚子轴承配置的计量与计算问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种背对背圆锥滚子轴承配置计算方法，所述背对背圆锥滚子轴承包括：轴1、轴套2、轴承a3、内隔环4、轴承座5和轴承b6；轴套2装配于轴1上，轴承a3和轴承b6装配于轴套2上，内隔环4与轴套2位装配于轴承a3与轴承b6之间，轴承座5装配于轴承a3与轴承b6外圈，轴承座5的隔环位于轴承a3与轴承b6之间；其中，所述计算方法包括以下步骤：

步骤一：设计计量工装

所述计量工装包括工装套7、工装芯8、螺钉9，以及背对背圆锥滚子轴承的轴承a3和轴承b6；工装套7为套筒状，工装芯8为柱状，工装芯8底部由工装套7底部插入工装套7的中心孔内，通过螺钉9将工装套7和工装芯8固定；工装套7外部套设安装轴承a3和轴承b6；

步骤二：计量内圈差值l1

基于步骤一中的计量工装，在工装套7外部套设参考内隔环10，参考内隔环10位于轴承a3和轴承b6之间；计量参考内隔环10的宽度h，调整螺钉9的拧紧力矩为1nm，装配后计量内圈差值l1，内圈差值l1为工装套7顶部端面到工装芯8底部的距离；

步骤三：计量外圈差值l2

基于步骤一中的计量工装，在轴承a3和轴承b6外圈安装轴承座5，轴承座5的隔环位于轴承a3与轴承b6之间；调整螺钉9的拧紧力矩为1nm，装配后计量外圈差值l2，外圈差值l2为工装套7顶部端面到工装芯8底部的距离；

步骤四：计量背对背圆锥滚子轴承配置中轴承a3与轴承b6之间内隔环4的宽度

首先，根据步骤二和步骤三中内圈差值l1与外圈差值l2得公式：h1＝h-[(l1–l2)+α]，其中，α为根据实际情况确定的预紧量，为轴向预紧量的目标值；

接下来，计量轴1外直径d1、轴套2内直径d2、轴套2外直径d3、轴承a3和轴承b6的平均内径d4，可得：h2＝2×γ×[(d3–d4)+((d1–d2)×β)]，其中，β为内轴1直径减小与轴套2外直径增加的比值，γ为圆锥滚子轴承的角度系数；

最后，根据以上所求得的h1、h2，确定内隔环4的宽度为：he＝h1+h2。

其中，所述步骤一中，工装套7顶部设置向外周向突出的外沿，底部开设三个平行于其轴向的螺纹孔；工装芯8顶部设置向外周向突出的外沿，外沿上设置三个平行于其轴向的带沉孔的通孔；螺钉9穿过通孔和螺纹孔将工装套7和工装芯8固定。

其中，所述步骤一中，轴承a3、轴承b6与工装套7为间隙配合。

其中，所述步骤一中，工装套7与工装芯8为间隙配合。

其中，所述步骤二中，参考内隔环10与工装套7为间隙配合。

其中，所述步骤四中，α取值为0.02～0.05。

其中，所述步骤四中，β取值为0.5～0.8，γ取值为1.2～1.8。

其中，所述步骤四中，所述内隔环4的宽度he为带公差范围的值，把内隔环4的宽度加工到此公差范围，即可继续装配环节，完成背对背圆锥滚子轴承配置工作。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的背对背圆锥滚子轴承配置计算方法，具有以下显著效果：

1)本发明采用了计量工装与减法计算方法，改善了多测量单元的多测点的不准确问题；

2)本发明采用计算轴套与轴承过盈量，轴套与轴的过盈量对轴承预紧的影响，解决了精确计算背对背圆锥滚子轴承配置预紧问题；

3)本发明采用的计算方法简单、科学、有效，解决了背对背圆锥滚子轴承配置批量生产问题。

附图说明

图1为本发明要解决的背对背圆锥滚子轴承结构示意图；

图2为计量内圈差值l1的工装示意图；

图3为计量外圈差值l2的工装示意图；

图4为参考内隔环示意图；

图5为参考工装套示意图；

图6为参考工装芯示意图；

图中：1.轴；2.轴套；3.轴承a；4.内隔环；5.轴承座；6.轴承b；7.工装套；8.工装芯；9.螺钉；10.参考内隔环。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明进行背对背圆锥滚子轴承配置计算方法包括一套计量工装、一件参考内隔环。因背对背圆锥滚子轴承配置外隔圈与内隔圈种类繁多，本发明只阐述一种结构形式，其他类似。本发明还涉及一件外轴承座、一件轴套和一根轴。把圆锥滚子内圈装配于计量工装上，为了预紧轴承拧紧螺钉的拧紧力矩为1nm，计量工装上的尺寸内圈差值l1，把轴承外圈装配于轴承座上，轴承装配于计量工装上，拧紧螺钉的拧紧力矩为1nm，计量工装上的尺寸外圈差值l2；计量轴外直径d1、轴套内直径d2、轴套外直径d3、二套轴承平均内径d4和参考内隔环的宽度h。通过公式和公式中的经验系数确定这一组零件对应的内隔环宽度he，这一组零件包括：一件外轴承座(确定外隔环宽度)、一件轴套、一根轴和二套轴承，即完成一套背对背圆锥滚子轴承配置。

具体地，如图1所示，本实施例进行背对背圆锥滚子轴承配置计算涉及到的背对背圆锥滚子轴承包括：轴1、轴套2、轴承a3、内隔环4、轴承座5和轴承b6；轴套2一般过盈装配于轴1上，如果是间隙配合，相应计算值为负值，轴承a3和轴承b6一般过盈装配于轴套2上，如果是间隙配合，相应计算值为负值，内隔环4与轴套2位装配于轴承a3与轴承b6之间，轴承座5装配于轴承a3与轴承b6外圈，轴承座5的隔环位于轴承a3与轴承b6之间。通过调整内隔环4的宽度和轴承座5对应的外隔环的宽度来决定轴承a3与轴承b6的预紧，一般情况下，固定外隔环宽度调整内隔环4宽度，正确的内隔环4的宽度决定轴承的预紧量，决定轴承组的功能与寿命。

本实施例背对背圆锥滚子轴承配置计算方法包括以下步骤：

步骤一：设计计量工装

参照图2和图3所示，计量工装包括工装套7、工装芯8、螺钉9、轴承a3和轴承b6；工装套7为套筒状，其顶部设置向外周向突出的外沿，底部开设三个平行于其轴向的螺纹孔；工装芯8为柱状，其顶部设置向外周向突出的外沿，外沿上设置三个平行于其轴向的带沉孔的通孔；工装芯8底部由工装套7底部插入工装套7的中心孔内，通过螺钉9穿过通孔和螺纹孔将工装套7和工装芯8固定；工装套7外部套设安装轴承a3和轴承b6。

轴承a3、轴承b6与工装套7为间隙配合，工装套7与工装芯8为间隙配合。

步骤二：计量内圈差值l1

如图2所示，基于步骤一中的计量工装，在工装套7外部套设参考内隔环10，参考内隔环10位于轴承a3和轴承b6之间。

如图4所示，计量参考内隔环10的宽度h±a，a为h的测量精度，可根据实际情况确定。参考内隔环10与工装套7为间隙配合。

调整螺钉9的拧紧力矩为1nm，装配后计量内圈差值l1，公差值根据实际情况确定，内圈差值l1为如图2中工装套7顶部端面到工装芯8底部的距离。

步骤三：计量外圈差值l2

如图3所示，基于步骤一中的计量工装，在轴承a3和轴承b6外圈安装轴承座5，轴承座5的隔环位于轴承a3与轴承b6之间。调整螺钉9的拧紧力矩为1nm，装配后计量外圈差值l2，公差值根据实际情况确定，外圈差值l2为如图3中工装套7顶部端面到工装芯8底部的距离。

步骤四：计量背对背圆锥滚子轴承配置中轴承a3与轴承b6之间内隔环4的宽度

首先，根据步骤二和步骤三中内圈差值l1与外圈差值l2得公式：h1＝h-[(l1–l2)+α]，其中，α为根据实际情况确定的预紧量，为轴向预紧量的目标值，α取值为0.02～0.05，(l1–l2)的值等于参考内隔环10的宽度h减去理论内隔环(即：内隔环4)的宽度，即h-[(l1–l2)]的值等于理论内隔环宽度的值，所以参考内隔环10的宽度值h不决定h1的值，h1等于理论内隔环的宽度减去预紧量α。此方法解决了轴承内圈宽度、轴承外圈宽度、内隔环、外隔环等多测量单元的多测点的准确度问题。

如图5、6所示，分别为工装套7与工装芯8的结构图，此两工装的设计只为测量内圈差值l1与外圈差值l2的值，因为本方案需要的是l1与l2的差值，此差值抵消了工装套7与工装芯8本身设计制造的具体尺寸精度，巧妙地通过相等关系，得到了理论内隔环宽度值，消除了设计制造尺寸精度的影响。

接下来，计量轴1外直径d1、轴套2内直径d2、轴套2外直径d3、轴承a3和轴承b6的平均内径d4，可得：h2＝2×γ×[(d3–d4)+((d1–d2)×β)]，其中，β为内轴1直径减小与轴套2外直径增加的比值，γ为圆锥滚子轴承的角度系数，β取值为0.5～0.8，γ取值为1.2～1.8，β与γ是经验系数，可根据实际情况确定。

最后，根据以上所求得的h1、h2，确定内隔环4的宽度为：he＝h1+h2，he为一个带公差范围的值，把内隔环4的宽度加工到此公差范围，即可继续装配环节，完成配置工作。

本发明适用于背对背圆锥滚子轴承配置计算。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。