一种锥套轴承的预紧装置及方法与流程

本发明涉及机械零件加工技术领域，特别涉及一种锥套轴承的预紧装置及方法。

背景技术：

径向滚动轴承作为旋转结构与固定结构的过渡元件，在机械系统中得到了广泛的应用，径向滚动轴承的内圈与机械结构的转轴相连。通常，与转轴相连的内圈在设计时有一定的过盈量，通过冷套、热套或压力机完成过盈配合的装配。

对于大型轴承来说，由于其尺寸较大，要通过冷套、热套或者压力机来完成过盈配合的装配变得非常的不切实际，因此，为了便于轴承与转轴的装配，大型轴承通常为锥套轴承，锥套轴承设有锥面型式的轴承内圈，其在装配时，通常与锥套型式的紧定套配合使用，具体为将紧定套套装在转轴上，再将锥套轴承的内圈套装在紧定套上，且锥套轴承的内圈和紧定套的外壁通过锥面配合，通过专用工具作用在轴承的紧定套和锥形内圈上，使锥套轴承的内圈与紧定套发生相对移动，沿着锥面方向胀紧，实现锥套轴承的内圈和转轴之间的过盈配合。典型的专用工具为液压螺母，液压螺母固定在紧定套上，通过施加液压力，推动液压螺母上的小油缸伸长，进而推动轴承内圈沿锥面胀大。通过测量轴承内圈胀大后轴承的径向游隙，进而判断轴承内圈的过盈量是否满足要求。

然而，现有的液压螺母式专用预紧工具，技术复杂，成本高昂，单套工具往往比轴承本身还昂贵。

技术实现要素：

为了解决现有的液压螺母式专用预紧工具技术复杂，成本高昂的问题，本发明实施例提供了一种锥套轴承的预紧装置及方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种锥套轴承的预紧装置，适用于锥套轴承与转轴的径向预紧，所述转轴上套设有紧定套，所述锥套轴承套装在所述紧定套上，且所述锥套轴承与所述紧定套之间对应设有锥面，所述预紧装置包括用于固定在所述紧定套上的外圈和滑动套装在紧定套上的内圈，所述外圈、所述内圈、所述锥套轴承依次沿所述紧定套的小端至大端方向设置，所述外圈上沿所述外圈的周向间隔设置有若干螺纹孔，所述螺纹孔沿所述转轴的轴向延伸，每个所述螺纹孔内分别设有螺栓，所述螺栓用于通过所述内圈推动所述锥套轴承在所述紧定套上滑动。

进一步地，所述外圈的与所述内圈相对的侧面上设有导向凹槽，所述内圈上设有与所述导向凹槽相配合的导向凸台。

进一步地，所述导向凸台和所述导向凹槽均为环形结构。

进一步地，所述若干螺纹孔均位于所述导向凹槽内。

进一步地，所述紧定套的外壁上设有外螺纹，所述外圈的内壁上设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述外圈通过所述外螺纹和所述内螺纹的配合固定在所述紧定套上。

本发明实施例还提供了一种锥套轴承的预紧方法，采用上述预紧装置，所述预紧方法包括：

将所述紧定套套装在所述转轴上，将所述锥套轴承套装在所述紧定套上；

将所述内圈滑动套装在所述紧定套上，所述外圈固定套装在所述紧定套上，且所述外圈、所述内圈和所述锥套轴承沿所述紧定套的小端至大端方向依次设；

拧紧每个所述螺栓；

拆除所述内圈和所述外圈。

进一步地，所述外圈、所述内圈和所述锥套轴承依次紧贴设置在所述紧定套上。

进一步地，拧紧每个所述螺纹孔内的所述螺栓时，所述预紧方法包括：

采用中心交错对称的方式拧紧所述螺栓。

进一步地，所述预紧方法还包括：

在采用中心交错对称的方式拧紧所述螺栓之前，采用所述中心交错对称的方式预紧所述螺栓。

进一步地，拧紧每个所述螺栓之后，所述预紧方法还包括：

测量所述锥套轴承安装后的径向轴承游隙，判断所述安装后的径向轴承游隙是否在所述锥套轴承的推荐轴承游隙范围内。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在锥套轴承的紧定套上设置内圈和外圈，且外圈、内圈、锥套轴承在紧定套上依次沿紧定套的小端至大端设置，且外圈固定在紧定套上，内圈滑动设置在紧定套上，外圈上沿轴向设有若干螺栓，通过拧紧螺栓推动内圈向锥套轴承方向滑动，从而推动锥套轴承沿紧定套的锥形面的小端向大端运动，将轴承的内圈通过紧定套固定在转轴上，本发明结构简单，采用纯机械加工的方式，相比于液压螺母式的预紧工具操作方便、成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一个实施例，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1是本发明实施例提供的锥套轴承的装配示意图；

图2是本发明实施例提供的预紧装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的预紧装置的局部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的外圈的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的锥套轴承的预紧方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的锥套轴承的装配示意图，参见图1，锥套轴承1套装转轴3上，锥套轴承1包括轴承内圈1a、滚子1b和轴承外圈1c构成，在锥套轴承1与转轴3的预紧过程中，需要实现轴承内圈1a和转轴3之间的过盈配合，从而在锥套轴承1的工作过程中，轴承内圈1a和转轴3之间不容易发生相对运动而产生摩擦，避免了锥套轴承1和转轴3之间的磨损。通常，锥套轴承1通过紧定套2与转轴3连接，转轴3上套设有紧定套2，锥套轴承1套装在紧定套2上，且锥套轴承1与紧定套2之间对应设有锥面，通过预紧装置推动锥套轴承1在紧定套2上沿着锥面运动，使锥套轴承1的内圈1a逐步涨大，以实现锥套轴承1和转轴3之间的过盈配合。

图2为本发明实施例提供的预紧装置的结构示意图，如图2所示，在本实施例中，预紧装置包括用于固定在紧定套2上的外圈4和滑动套装在紧定套2上的内圈5，外圈4、内圈5、锥套轴承1依次沿紧定套2的小端至大端方向设置，外圈4上沿外圈4的周向间隔设置有若干螺纹孔4a，螺纹孔4a沿转轴3的轴向延伸，每个螺纹孔4a内分别设有螺栓6，螺栓6用于通过内圈5推动锥套轴承1在紧定套2上滑动。

通过在锥套轴承1的紧定套2上设置内圈5和外圈4，且外圈4、内圈5、锥套轴承1在紧定套2上依次沿紧定套2的小端至大端设置，且外圈4固定在紧定套2上，内圈5滑动设置在紧定套2上，外圈4上沿轴向设有若干螺栓6，通过拧紧螺栓6推动内圈5向锥套轴承1方向滑动，从而推动锥套轴承1沿紧定套2的锥形面的小端向大端运动，将锥套轴承1的内圈通过紧定套2固定在转轴上，本发明结构简单，采用纯机械加工的方式，相比于液压螺母式的预紧工具操作方便、成本较低。

在上述实现方式中，为了保证预紧装置能够对锥套轴承1均匀施力，在拧紧螺栓6时，可以沿螺栓6布置的周向依次小幅度拧紧，从而避免了锥套轴承1受力不均。

图3是本发明实施例提供的预紧装置的局部结构示意图，参见图3，外圈4的与内圈5相对的侧面上设有导向凹槽4b，内圈5上设有与导向凹槽4b相配合的导向凸台5a。通过相配合的导向凹槽4b和导向凸台5a保证了内圈5仅能沿着紧定套2的长度方向运动。图4是本发明实施例提供的外圈的结构示意图，参见图4，在本实施例中，导向凹槽4b可以是沿着外圈4周向设置的一圈环形的凹槽，在本发明的其他实施例中也可以是沿着外圈4周向间隔设置的若干个导向凹槽4b。由于在本实施例中，不需要限制内圈5的旋转，因此设置成一圈环形的导向凹槽4b的形式安装更方便。

优选地，导向凸台5a和导向凹槽4b均为环形结构，从而进一步地保证了锥套轴承1的均匀受力。

在本实施例中，若干螺纹孔4a均位于导向凹槽4b内。即螺栓6与导向凸台5a相抵，这样可以减小螺栓6所需的长度。当然，在本发明的其他实施例中，也可以将螺纹孔4a和导向凹槽4b分开设置，但是，这样的设置方式容易导致外圈4的刚性下降。

进一步地，紧定套2的外壁上设有外螺纹，外圈4的内壁上设有与外螺纹相配合的内螺纹，外圈4通过外螺纹和内螺纹的配合固定在紧定套2上，以便于在通过预紧装置将锥套轴承1装配完毕后，拆除预紧装置。在本发明的其他实施例中，也可以通过其他方式将外圈4固定安装在紧定套2上，例如，将外圈4通过点焊固定的方式固定在紧定套2上，在通过预紧装置将锥套轴承1装配完毕后，再将外圈4从紧定套2上拆除。

本发明实施例还提供了一种锥套轴承的预紧方法，采用如上所述的预紧装置，图5是本发明实施例提供的锥套轴承的预紧方法的流程图，参见图5，该预紧方法包括：

步骤101：将紧定套套装在转轴上，将锥套轴承套装在紧定套上。

步骤102：将内圈滑动套装在紧定套上，外圈固定套装在紧定套上，且外圈、内圈和锥套轴承沿紧定套的小端至大端方向依次设置。

在本实施例中，在将内圈和外圈套装在紧定套上时，还可以将外圈、内圈和锥套轴承依次紧贴设置在紧定套上，安装时，可以现将内圈和外圈紧贴，然后套装在紧定套上，通过外圈和紧定套相配合的螺纹结构逐步旋紧外圈，直至内圈和锥套轴承紧贴，这样的设置方式可以使拧紧螺栓来预紧锥套轴承时，螺栓的行程更短，操作起来更方便。

步骤103：拧紧外圈上的每个螺栓。

具体实施时，采用中心交错对称的方式预紧螺栓，预紧螺栓即是指的通过较小的扭力对螺栓进行预备旋拧，主要起到定位螺栓的作用，中心交错对称具体地可以采取以下方式实现，例如，参见图4，首先可以预紧螺栓a1和a2，再预紧螺栓b1和b2，然后预紧螺栓c1和c2，接着预紧螺栓d1和d2，以此类推预紧所有螺栓。

在本实施例中，在预紧所有的螺栓后，可以采用中心交错对称的方式依次拧紧外圈上的螺栓。拧紧的顺序可以与前文所述的预紧螺栓时的顺序相同，这样的方式可以使锥套轴承在预紧的过程中受力更均匀，可以防止由于受力不均匀导致的内圈或锥套轴承在紧定套上卡死的现象。

需要说明的是，在预紧所有螺栓之后，还可以采用多次小幅度拧紧螺栓的方式来拧紧所有螺栓，即分多次拧紧所有螺栓，每次将所有螺栓拧紧一个较小的距离之后，再对所有螺栓进行下一次拧紧，具体地，可以是每次拧紧1mm，每次拧紧的距离过大会导致拧紧的难度增加，容易造成锥套轴承由于受力不均而卡死，这样的方式可以使锥套轴承上的力矩由小到大逐步增加，调节的精度更高，且操作起来更方便。

在本实施例中，拧紧每个螺栓之后，预紧方法还包括：

测量锥套轴承安装后的径向轴承游隙(沿锥套轴承的径向任意角度方向，在无外载荷作用时外圈相对于内圈从一个径向偏心极限位置，移向相反极限位置的径向距离的算术平均值)，判断安装后的径向轴承游隙是否在锥套轴承的推荐轴承游隙范围内。

锥套轴承的径向游隙为将锥套轴承的内圈(或外圈)固定，锥套轴承的外圈(或内圈)在锥套轴承的径向可以移动的最大距离，当锥套轴承的内圈与转轴过盈配合时，该过盈配合的过盈量即为内圈被胀紧导致半径增大量，相应的安装后的径向轴承游隙会相对减小，通常不同型号的锥套轴承会提供相应的安装后的径向轴承游隙的推荐范围，当测量锥套轴承实际的安装后的径向轴承游隙在该推荐范围内时，可以判断轴承内圈与转轴之间的过盈配合的过盈量是否满足设计要求。

步骤104：拆除内圈和外圈。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。