一种环抱式精密轴系的装调方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精密机械装校领域，涉及一种轴系的装调方法。
【背景技术】
[0002]精密轴系的设计方案中，一般采取以下两种形式:
[0003]方案1:简支梁形式。如图1所示，其中A端为定位端，一般采取一对定心轴承(如角接触球轴承组，采用DB型或者DF型安装);右端为支承端，一般为一个游动轴承(如深沟球轴承)。编码器安装在定位端，力矩机安装在支承端。一般情况下，载荷采用“H”型分布于中间。
[0004]方案2:对于小型轴系或者轴系使用环境温度变化不大的轴系，为了节省空间和提高精度，可以直接使用一对定心轴承(如角接触球轴承组，采用DB型或者DF型安装)组成精密轴系，分别在其两端安装编码器和力矩电机，结构如图2所示。一般情况下，载荷采用“T”型分布于两端。
[0005]由于在精密轴系设计中，角接触球轴承组作为定位端，既可以承受径向作用力，亦可以承受轴向作用力，所以被广泛使用。但是由于角接触球轴承组的特点，无论采用方案1还是方案2，其轴系跨度在空间上不能太小，载荷有一定限制。
【发明内容】
[0006]在对轴系尺寸和重量有严格要求的情况下，尤其对“小轴系、大(相对轴系本身的重量载荷且较大)载荷”的精密轴系情况下，采用【背景技术】中的轴系方案往往无法满足要求，为此，本发明提供一种环抱式轴系的装调方法。
[0007]本发明的技术解决方案是:
[0008]本发明所提供的环抱式轴系的装调方法，所述环抱式轴系包括主轴、轴承座3、编码器、力矩机、第一角接触球轴承1、第二角接触轴承12、载荷1及载荷2，其特殊之处在于:
[0009]所述主轴包括中心轴及设置在中心轴两端的径向尺寸大于中心轴的轴左端16与轴右端11，所述轴左端16、轴右端11与中心轴同轴设置，所述轴右端11与中心轴为一体化结构，所述轴左端16与中心轴通过螺纹紧固件连接；
[0010]所述轴承座3具有左右两个同轴设置的第一轴承孔和第二轴承孔，所述第一角接触球轴承1和第二角接触球轴承12分别位于第一轴承孔和第二轴承孔内，所述轴左端16通过第一角接触球轴承1与轴承座3连接，所述轴右端11通过第二角接触球轴承12与轴承座3连接，
[0011]所述第一角接触球轴承1的外侧设置第一角接触球轴承内压圈17及第一角接触球轴承外压圈18，所述第一角接触球轴承内压圈17通过螺纹紧固件与轴左端16固连，所述第一角接触球轴承外压圈18通过螺纹紧固件与轴承座3左端固连；所述第二角接触球轴承12的外侧设置第二角接触球轴承内压圈9及第二角接触球轴承外压圈8，所述第二角接触球轴承内压圈17通过螺纹紧固件与轴右端16固连，所述第二角接触球轴承外压圈8通过螺纹紧固件与轴承座3右端固连；
[0012]所述编码器与力矩机设置两个角接触球轴承之间的主轴上，载荷1和载荷2分别位于两个角接触球轴承外侧的主轴上；
[0013]所述环抱式轴系的装调方法包括以下步骤:
[0014]1】主轴系装配
[0015]将中心轴、轴左端16、轴右端11、轴承座3、两个角接触球轴承、轴承内压圈、轴承外压圈安装在一起；
[0016]2】在主轴系的左端增加互补式辅助工装轴系，辅助工装轴系与主轴系同轴；
[0017]3】拆除中心轴及中心轴与轴承座之间的连接件；
[0018]4】以辅助工装轴系为准，安装编码器、力矩机；
[0019]5】以辅助工装轴系为准，安装中心轴及中心轴与轴承座之间的连接件；
[0020]6】拆除辅助工装轴系；
[0021]7】以主轴系为基准，在主轴的两端装调载荷。
[0022]上述步骤2】具体为:
[0023]2.1】在轴左端16安装辅助工装轴19，所述辅助工装轴19包括中心工装轴及设置在中心工装轴两端的径向尺寸大于中心工装轴的工装轴左端及工装轴右端，中心工装轴、工装轴左端及工装轴右端同轴设置，所述辅助工装轴19与轴左端16、轴右端11组合体同轴；
[0024]2.2】将第三角接触球轴承安装在辅助工装轴承座20内；
[0025]2.3】将辅助工装轴承座20与第一角接触球轴承外压圈固定连接；工装轴左端通过第三角接触球轴承与辅助工装轴承座连接；
[0026]2.4】在第三角接触球轴承21外侧设置第三角接触球轴承内压圈22及第三角接触球轴承外压圈23，第三角接触球轴承内压圈22与工装轴左端通过螺纹紧固件连接；第三角接触球轴承外压圈23与辅助工装轴承座20左端通过螺纹紧固件连接；
[0027]2.5】检查端跳、径跳及轴系晃动。
[0028]当上述第一角接触球轴承1与第二角接触球轴承12组成DF安装形式时，第一角接触球轴承1与第三角接触球轴承21组成用DB安装形式。当第一角接触球轴承1与第二角接触球轴承12组成DB安装形式时，第一角接触球轴承1与第三角接触球轴承21组成用DF安装形式。
[0029]上述步骤4】具体为:
[0030]4.1】将编码器转子14与编码器定子5与轴左端16同轴安装，其中编码器转子14与轴左端16通过螺纹紧固件固定连接，编码器定子5与轴承座3通过螺纹紧固件固定连接;
[0031]4.2】将光电开关遮挡片13安装于编码器转子14右端，光电开关遮挡片13与轴左端16同轴安装；
[0032]4.3】将光电开关6与轴承座3固定连接，将力矩机定子7与轴承座3固定连接，力矩机定子7与轴左端16同轴；
[0033]4.4】检查径向跳动、端跳。
[0034]上述步骤5】具体为:
[0035]5.1】将力矩机转子14套在中心轴上，力矩机转子14的右端与轴右端11固定连接;
[0036]5.2】将中心轴装入轴承座3，将中心轴的左端与轴左端16固定连接，轴右端11通过第二角接触球轴承12与轴承座3连接，并安装第二角接触球轴承内压圈9与第二角接触球轴承外压圈8。
[0037]本发明与现有技术相比，优点是:
[0038]1、在轴系的设计上创新设计了 “环抱式精密轴系”，在使用环境温控等条件许可情况下省略了一个深沟球轴承，由两个角接触球轴承组成一个精密轴系，同时将编码器和力矩机布局于两个角接触球轴承中间，这样不但极大地缩小了轴系空间，并且进一步提高了轴系的精度，同时能够在左右两端各安装一个载荷，增加了承载量。
[0039]2、在环抱式轴系的装校方法上提出了一种“互补式轴系基准转换法”。常规对于如图所示的“环抱式精密轴系”编码器和力矩机装调时，由于需要在该精密轴系还没有组装起来前就进行编码器和力矩机安装，结果只能采取“盲装”，保证不了装调精度，亦不能进行精度调整。互补式轴系基准转换法采用两次基准转换，解决了 “环抱式精密轴系”编码器、力矩机等精密装校难题，编码器装调精度得到了有效保证。
[0040]该方法已经过实际工程验证，切实可行，且轴系精度、编码器测角精度、轴系调控精度都得到高度保证。
[0041]3、本发明将主轴系与辅助轴系中间的一个角接触球轴承作为过度件共用。依据组成轴系设计原理，形成了互补式的两个轴系结构。添加辅助轴系是一个重大创新，采用互补式结构也是一个重大创新。
【附图说明】
[0042]图1为简支梁形式的轴系结构框架；
[0043]图2为T型轴系结构框架；
[0044]图3为本发明环抱式轴系结构框架；
[0045]图4表示主轴系装配图；
[0046]图5表示安装了辅助轴系的中间装调结构；
[0047]图6表示拆下中心轴的装配图；
[0048]图7表示安装码盘、定子的装配图；
[0049]图8表示安装光电开光挡片及力矩机定子的装配图；
[0050]图9-将力矩机转子与轴右端连接，并装入主轴系的装配图、
[0051]图10-表示拆下了辅助轴系的装配图。
[0052]其中附图标记为:1-第一角接触球轴承、2-角接触球轴承组修切垫、3-轴承座、4-编码器定子修切垫、5-编码器定子、6-光电开关、7-力矩机定子、8-第二角接触球轴承外压圈、9-第二角接触球轴承内压圈、10-力矩机转子、11-轴右端、12-第二角接触球轴承、13-光电开关遮挡片、14-编码器转子、15-编码器转子修切垫、16-轴左端、17-第一角接触球轴承内压圈、18-第一角接触球轴承外压圈、19-辅助工装轴、20-辅助工装轴承座、21-第三角接触球轴承、22-第三角接触球轴承内压圈、23-第三角接触球轴承外压圈。
【具体实施方式】
[0053]本发明根据某小型精密轴系的要求，载荷采用“T”型分布，在精密轴系设计中，A端与B端分别采用一个角接触球轴承，A、B端采用“DB型，，或“DF型，，安装方式，将力矩机、编码器等组件安装于一对角接触球轴承组中间，两个载荷分别分布于左、右两端。其优点是极大的节约了轴向设计距离，使得精密轴系整体尺寸和重量大大减小，结构如图3所示。
[0054]环抱式精密轴系方案的工作原理:精密轴系主要由一对角接触球轴承组采用DF安装形式组成，角接触球轴承组安装于轴承座3中，轴承内孔装入轴左端16与轴右端11 (左、右需要组合加工保证同轴度)。轴系预紧力和轴系精度依靠角接触球轴承组修切垫2的调节来实现。第一角接触球轴承1内圈由第一角接触球轴承内压圈17压紧，第一角接触球轴承1外圈由第一角接触球轴承外压圈18压紧；第二角接触球轴承12内圈由第二角接触球轴承内压圈9压紧，第二角接触球轴承12外圈由第二角接触球轴承外压圈8压紧。
[0055]编码器转子14安装于轴左端16上，在编码器转子14与轴左端16之间有编码器转子修切垫15 ;编码器定子5安装于轴承座3上，在编码器定子5与轴承座3之间有编码器定子修切垫4 ;编码器的转子与定子的平行度、间隔通过编码器转子修切垫15和编码器定子修切垫4的修研保证；编码器主要实