专利名称：机床主轴用整体式轴承单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械零件，尤其是一种精密机床主轴用轴承，具体的说是一 种机床主轴用整体式轴承单元。
背景技术：
众所周知，由于主轴在运转时，既要承受径向负荷同时又要承受正反两个方向的 轴向负荷，因此在各类精密机床的主轴上使用的三联轴承，普遍是把三个独立的轴承单元 放在一起组合使用；因此要保证三套轴承单元组合在一起时能够发挥出最佳的负荷特性， 就必须让这三套轴承单元同时承受相同大小的负荷，否则受力大的轴承单元就会很快损 坏，并且对精密机床的主轴造成一定的损伤，同时影响到精密机床加工的产品的品质，易增 加废品率和不合格率，可能为生产厂家带来巨大的经济损失和声誉损失。而我们日常用来组成三联轴承的轴承单元，它的零部件都是单独制造的，比如单 个轴承单元的内圈和外圈都是分别单个制造的，因此每个轴承单元的内圈和外圈都会存在 不同程度的平行差，这就给三只轴承单元组成的三联轴承造成了先天的不足。同时由于每 个轴承单元的内圈凸出量数值会有较大的差别，有的内圈凸出量数值为零，这是最符合要 求的轴承单元的内圈；但大多数的轴承单元的内圈会存在较小的正负凸出量数值，因此即 使水平很高的技师在精密机床的主轴上装配这种三联轴承时也无法做到让这三个轴承单 元所受的负荷分配完全相同。这时，当由这种轴承单元组合而成的三联轴承装配在精密机 床的主轴上时，经过一段时间的使用，总会因为三联轴承的其中某一个轴承单元经受不住 相对其他两个轴承单元大得多的负荷而损坏，使得整套三联轴承因失去作用而报废，造成 的后果轻则造成当时加工零件的损坏，重则会造成生产事故，从而带来难以预计的损失。另 外由于三个轴承单元组合成一套三联轴承时通常难以密封，因此当此三联轴承安装在精密 机床的主轴上使用时，因为加工车间不需要求无尘室这样的环境，因此在加工车间会存在 大量的灰尘，而这些灰尘会在精密机床工作过程中侵入三联轴承的内部，造成每个轴承单 元内部的清洁度和润滑性能降低，从而降低整体三联轴承的性能，加剧三联轴承使用寿命 的损耗，同样会给精密机床的使用带来一定的隐患。目前，由于社会的飞速发展和对加工处理的产品的要求越来越高，因此要求精密 机床自身的稳定性和精确度也就越来越高。而这就需要组成精密机床的零部件的安全隐患 降至最低甚至消除现存的安全隐患，在这样的要求下，目前我们在精密机床上所使用的三 联轴承就由于安装难度大、技术要求高及其本身带来的难以密封、寿命短等问题而致使其 远远不能满足当前精密机床加工的需要。在这样的情况下，对现有精密机床的主轴用轴承 进行改进或革新就成了当前必须完成的任务和目标。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有精密机床的主轴上使用的三联轴承组合的安装难 度大、技术要求高以及密封难、寿命短的问题，提供一种可直接安装使用、密封优良、寿命长
3的机床主轴用整体式轴承单元。本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的一种机床主轴用整体式轴承单元，其包括长外圈、短外圈、短内圈、长内圈、三列钢 球、保持器和密封圈，长外圈和短外圈形成轴承单元的外圈、短内圈和长内圈形成轴承单元 的内圈，且长外圈与短内圈相配，短外圈和长内圈相配，所述的外圈和内圈之间安装有三个 保持器，每个保持器中安装有一列钢球，密封圈安装在轴承单元的两端面上。所述的长外圈内侧设置有两列用于安装钢球的内滚道，短外圈内侧设置有一列用 于安装钢球的内滚道；所述的短内圈外侧设置有一列用于安装钢球的外滚道，长内圈外侧 设置有两列用于安装钢球的外滚道。本实用新型相比现有技术有如下优点1、本实用新型的轴承单元由于采用了整体式的结构，因此能够直接安装于精密机 床的主轴上，并无需做任何调整，因此彻底解决了现有的普通7类轴承单元组合安装难度 大、技术要求高的问题；并且在安装在精密机床的主轴上时，同时在本实用新型上施加一定 的轴向预紧力后，可使轴承单元内的三列钢球所受的负荷分配近乎相等，使其能够发挥出 最佳的负荷特性。2、本实用新型由于其外形尺寸和当前使用的三联轴承相同，但每套轴承零件数比 三个独立的轴承单元的组合减少了三分之一，故其刚性也随之提高；而且由于本实用新型 组成的轴承单元内外圈数量的减少以及相互之间合理的组合，使其内外圈的平行差所造成 的影响比三个轴承单元组合的三联轴承减少了 30%，因而精密机床加工产品的精度大大提 高。另外本实用新型的外形尺寸也可以根据精密机床主轴的具体需要而加工出不同的尺 寸。3、本实用新型由于采用了整体式密封结构，因此密封性好，使得车间里的灰尘难 以侵入到轴承单元的内部，因此可以长期保持轴承单元内部的润滑性能，使轴承单元的性 能不会因为灰尘的侵入而降低。4、本实用新型结构新颖、构思独特，在安装到精密机床的主轴上后，在使用时不仅 强度高、震动低，而且旋转精度高、使用寿命长；同时具有性价比高的优点，因此具有较高的 使用价值和推广价值。
附图1为本实用新型的结构示意图。其中1-长外圈；2-短外圈；3-短内圈；4-长内圈；5-钢球；6_保持器；7_密封圈。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1所示一种机床主轴用整体式轴承单元，其包括长外圈1、短外圈2、短内圈 3、长内圈4、三列钢球5、保持器6和密封圈7，所述的长外圈1与其右侧平行设置的短外圈 2形成轴承单元的外圈，短内圈3和与其右侧平行设置的长内圈4形成轴承单元的内圈；且 长外圈1与短内圈3相配，短外圈2和长内圈4相配。在长外圈1和短外圈2组成的外圈内侧设置有三列平行的圆弧形内滚道，分别与短内圈3和长内圈4组成的内圈外侧设置的 三列平行的圆弧形外滚道一一对应，构成三条滚动滚道；其中在长外圈1的内侧设置有两 列用于安装钢球5的内滚道，短外圈2内侧设置有一列用于安装钢球5的内滚道，同时短内 圈3外侧设置有一列用于安装钢球5的外滚道，长内圈4外侧设置有两列用于安装钢球5 的外滚道。为了对滚道内的钢球5均勻的施加轴向预紧力，使工作过程中三列钢球5所受 的负荷分配更趋近于相同及保持钢球5在滚动过程中的方向保持一致，因此在外圈和内圈 之间设置的滚动滚道处安装有三个保持器6，每一列钢球5都对应安装在每个保持器6中， 钢球5由保持器6引导并可在三条滚动滚道内自由滚动且与滚动滚道直接接触。采用密封 性好的材料如某些橡胶类产品制成的密封圈7安装在轴承单元的两端面上，将轴承单元的 外圈和内圈密封起来，其中一个密封圈7安装在长外圈1与短内圈3组成的轴承单元的左 侧端面上，另一个密封圈7安装在短外圈2与长内圈4组成的轴承单元的右侧端面上。在结构方面，从图1所示的产品结构示意图可以看出，本实用新型在制造时只要 采用合理的制造工艺，很容易确保短内圈3和长内圈4之间的微小间隙与长外圈1和短外 圈2之间的微小间隙相等，从而可以消除目前使用的三联轴承由于每个轴承单元内圈凸出 量数值的差别而带来的难以安装调试问题，使其符合使用要求，并可以直接安装在精密机 床的主轴上使用，从而免去了过去安装调试过程中难度最大的调试过程。并且在本实用新 型上施加轴向预紧力后，可使轴承单元内的三列钢球5所受的负荷分配近乎相等，不但使 其能够发挥出最佳的负荷特性，而且延长了轴承单元的使用寿命和精密机床产品加工时的 稳定性。在外形尺寸方面，本实用新型可以根据采用其的精密机床的要求不同，而加工出 不同外形尺寸的轴承单元。由于本实用新型所采用的零部件结构较过去的三联轴承有所减 少，因此而带来了一系列的有益效果。拿目前最普遍的组装三联轴承来说，当本实用新型的 外形尺寸和当前使用的三联轴承相同时，由于每个轴承单元所采用的内外圈零部件个数比 三个独立轴承单元组装的三联轴承的内外圈个数减少了三分之一，所以使其刚性和稳定性 都有所提高，而且由于内外圈零部件的减少，还使得由于内外圈的平行差所造成的影响也 比过去三联轴承由于内外圈的平行差所造成的影响减少了 30 %。在轴向受力方面，因为主轴在运转时需要承受正反两个方向的轴向负荷，而正反 两个方向的轴向负荷的大小又有所不同，因此本实用新型可以根据精密机场的需求而加工 出符合要求的轴承单元。拿图1所示的轴承单元为例，在进行轴承单元的内外圈加工时，根 据轴承单元在轴向上正反两个方向受力大小的区别，将轴承单元内外圈的接触角按照轴承 单元在运转过程中轴向受力因方向的不同而引起的所受负荷的不同而进行调配，不论是内 圈还是外圈，都可将其分为对应的三部分，因此就存在三个接触角，按照正反方向轴承单元 所受负荷的大小，可根据精密机床主轴上的轴承单元在正反两个轴向的负荷不同而选用不 同模式接触角设计的轴承单元，为精密机床的主轴配上最适用的轴承单元。在密封性方面，由于本实用新型采用了整体式密封结构，在轴承单元的两端面上 都采用了密封性好的材料如某些橡胶类产品制成的密封圈7，因此使得车间里的灰尘难以 侵入到轴承单元的内部，从而可以长期保持轴承单元内部的润滑性能，使轴承单元的性能 不会因为灰尘的侵入而降低，使轴承单元能够保持较长的使用寿命。并且由于本实用新型 在安装到精密机床的主轴上使用时，其中的短内圈3和长内圈4被紧固连接在精密机床的主轴上，同时长外圈1和短外圈2分别与精密机床的其他零部件紧密相连，因此使得本实用 新型的密封性更好，不但在端面上被密封，而且其内外曲面也等同于被密封住。从而提高了 本实用新型的整体密封性，进而提升了整个轴承单元的寿命和精密机床主轴的稳定性。 本实用新型在被安装到精密机床的主轴上后，先对本实用新型施加一定的轴向预 紧力，就可以使三列钢球5在使用过程中所承受的负荷分配接近相同，不但使其能够发挥 出最佳的负荷特性，而且延长了轴承单元的使用寿命和精密机床产品加工时的稳定性和产 品的优良率。本实用新型安装使用方便、结构新颖、密封性好，在使用过程中不仅强度高、震 动低，而且其旋转精度高、使用寿命长，适用于各类精密机床的主轴以及各种类似的机械设 备，是替代过去分体组合式三联轴承的最佳选择，具有较大的使用价值和推广价值，对我国 的精密机械制造业的发展具有一定的推动作用。
权利要求一种机床主轴用整体式轴承单元，其特征在于包括长外圈(1)、短外圈(2)、短内圈(3)、长内圈(4)、三列钢球(5)、保持器(6)和密封圈(7)，长外圈(1)和短外圈(2)形成轴承单元的外圈、短内圈(3)和长内圈(4)形成轴承单元的内圈，且长外圈(1)与短内圈(3)相配，短外圈(2)和长内圈(4)相配，所述的外圈和内圈之间安装有三个保持器(6)，每个保持器(6)中安装有一列钢球(5)，密封圈(7)安装在轴承单元的两端面上。
2.根据权利要求1所述的轴承单元，其特征在于所述的长外圈(1)内侧设置有两列用 于安装钢球(5)的内滚道，短外圈⑵内侧设置有一列用于安装钢球(5)的内滚道；所述的 短内圈(3)外侧设置有一列用于安装钢球(5)的外滚道，长内圈(4)外侧设置有两列用于 安装钢球(5)的外滚道。
专利摘要本实用新型公开了一种机床主轴用整体式轴承单元，其包括长外圈(1)、短外圈(2)、短内圈(3)、长内圈(4)、三列钢球(5)、保持器(6)和密封圈(7)，长外圈(1)和短外圈(2)形成轴承单元的外圈、短内圈(3)和长内圈(4)形成轴承单元的内圈，且长外圈(1)与短内圈(3)相配，短外圈(2)和长内圈(4)相配，在外圈和内圈之间安装有三个保持器(6)，每个保持器(6)中安装有一列钢球(5)，密封圈(7)安装在轴承单元的两端面上。本实用新型由于采用整体式结构，因此使用方便、结构新颖、密封性好，并且具有性价比高的优点；使用时不仅强度高、震动性低，而且旋转精度高、使用寿命长，故适用于各类精密机床的主轴。
文档编号F16C19/18GK201669430SQ201020201930
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者吴翥旻 申请人:吴翥旻