专利名称：一种中大型轴承热装后轴向压紧方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种轴承的安装方法及安装装置，尤其是指一种中大型轴承热装后轴向压紧方法及安装装置，主要应用于中大型轴承装配。轴承加热装配后，可在轴承内圈(轴套)端面上，以较小的输入力矩产生足够大的压力，保证冷却后轴承端面能与轴肩紧密贴合。
背景技术：
对于安装过盈量较大的轴承或中大型轴承，为了便于安装，可利用热胀冷缩原理，将轴承加热后，使内径变大套装到轴颈上。但冷却过程，轴承内径收缩的同时，轴向同样收缩，因此，需要对轴承施加轴向压力，以防止轴承冷却后轴向与轴肩出现间隙。从结构组成来看，一般中大型轴承轴向定位依靠轴肩和锁紧螺母。因此，目前，轴承热装后，一般是通过旋转锁紧螺母以产生轴向力等类似方法，以满足轴向无间隙要求。但因锁紧螺母内径d较大，依经验公式T=k-F .d计算，要产生较大的轴向力F，所需扭紧力矩T较大，因此，为产生较大拧紧力矩，目前，多通过加长力臂，靠锤击法冲击产生较大力矩，或增加力臂的数量，依靠多人产生较大力矩旋转锁紧螺母。通过专利检索有如下一些关于轴承轴向定位的专利文献报道
1、专利号为CN200910089537. 9，发明名称为“一种分子泵轴承组件”，该专利公开了一种分子泵轴承组件，包括具有轴向定位端面(11)的轴承座(1)以及与所述轴承座(1)配合使用且其端面压靠在所述轴承座(1)轴向定位端面(11)上的轴承O)，在所述轴承(2)与所述轴承座(1)的轴向定位端面(11)之间设有若干滚珠(3)。2、专利号为CN200820217658. 8，发明名称为“可轴向定位轴承”，该专利公开了一种可轴向定位轴承，具有外圈、内圈和内、外圈之间的保持架，上述外圈呈阶梯状，具有凸缘。本发明的特点是增加的凸缘为外圈一体件，结构简单加工方便，并且凸缘根部设有弧形槽，能够降低凸缘根部的应力集中度，延长整个轴承的使用寿命。3、专利号为CN200720065584. 6，发明名称为“一种轴承安装机构”，该专利公开了一种轴承安装机构，轴承内圈(2)轴向定位于转轴(10)上，轴承外圈(5)安装于端盖(6)上，端盖(6)上安装有用于保护轴承的轴承盖，在所述的轴承外圈( 和所述的轴承盖之间沿圆周均布至少安装有2个弹簧(4)。本发明是一种轴承外圈不随转轴转动而发生转动，轴承不会擦伤，提高轴承使用寿命的轴承安装机构。以上类似方法可以看出，现有的轴承轴向定位都是仅靠端盖旋紧力来进行定位，防止轴向移动的，但是这种方法的旋紧力有限，而且为了防止端盖与轴承端面的摩擦力过大，影响轴向定位，都会在端盖与轴承端面之间增加一个平面轴承，减少端盖与轴承端面的摩擦力；可是这样会增加轴承的轴向距离，而且结构也随之复杂化，很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有中大型轴承热装后轴向压紧困难，操作不便等问题，提供一种有效地实现轴承热装后轴向压紧简便，可靠，稳定的中大型轴承热装后轴向压紧方法及定位装置。本发明所提出的技术方案是一种中大型轴承热装后轴向压紧方法，在主轴的轴承(轴套)端面的一侧，设置一个轴承轴向压紧定位装置，其特征在于所述的轴承轴向压紧定位装置为轴向螺旋压紧定位机构，通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承(轴套)进行轴向压紧定位。优选地，所述通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承(轴套)进行轴向压紧定位是在轴承加热装配后，将工装螺母旋合到轴颈螺纹上，在工装螺母与轴承(轴套)端面间留有一段距离；在工装螺母的端面上对称布置有两个以上的螺孔，螺孔内旋有定位螺钉，定位螺钉以工装螺母作为反作用力点，依靠扭力扳手均勻施加较小的力矩对称旋紧所有穿过工装螺母的定位螺钉，定位螺钉顶至轴承(轴套)端面上，产生较大预紧力，以克服轴承冷却收缩时产生的过盈摩擦力；此外，在定位螺钉头部与轴承(轴套)端面之间垫有铜垫块用铜垫块保护轴承端面，以免擦伤。最终，保证轴承冷却后，轴向端面与轴肩相贴合，满足安装要求。根据上述方法所提出的中大型轴承热装后轴向压紧定位装置，包括主轴和轴承(轴套)，轴承(轴套)安装在轴承(轴套)的安装位置上，且在轴承(轴套)的端面一侧的主轴上设有安装轴承(轴套)轴向压紧定位的主轴螺纹，其特征在于主轴螺纹上旋有一工装螺母，工装螺母与轴承(轴套)端面间留有一段距离；在工装螺母的端面上对称布置有两个以上的螺孔，螺孔内旋有定位螺钉，定位螺钉穿过工装螺母顶至轴承(轴套)端面上；此外，在定位螺钉头部与轴承(轴套)端面之间垫有在定位螺钉头部与轴承(轴套)端面之间垫有比两端材料硬度低的中间垫，用中间垫保护轴承端面，以免擦伤。本发明的工作原理是本发明主要通过较小拧紧力矩旋紧定位螺钉产生较大预紧力，以克服因过盈产生的摩擦力(可依据过盈量大小进行计算得出)。依据螺栓拧紧力矩计算公式，T=k · F · d
式中，T——拧紧力矩，Nm;k——扭矩系数，取值0. 1-0. 3 ；F——预紧力，kN ；d——螺纹公称直径，mm ；
因此，选用较小的螺栓，可通过较小的拧紧力矩产生足够大的预紧力，作用到轴承(轴套)端面。为保证轴承(轴套)端面受力均勻，多使用3-6个螺栓，产生均勻的压力以克服过盈产生的摩擦力。除此，为保护轴承(轴套)端面免受擦伤，在定位螺钉与轴承(轴套)间用铜垫块进行防护。定位螺钉产生的反作用力通过工装螺母进行克服。因一般结构上，轴承内圈一端靠在轴肩(轴套)上，另一端用锁紧螺母轴向压紧。因此，轴颈上有外螺纹，可将工装螺母与轴颈上外螺纹配合，在工作螺母上均布对应的螺纹通孔，作为螺栓反作用力点。本发明的优点
1、操作方便，通过力矩扳手对定位螺钉施加较小的拧紧力矩以产生极大的预紧力(轴向压力)，克服中大型轴承安装时所需极大的轴向压力，极大地节约了人力。2、通过扭力扳手施加力矩，定位螺钉均布等方式，保证了施加轴向压力均勻性，使轴承端面贴合紧密。
3、有效保护轴承，本发明在轴承及定位螺钉间增加铜垫块，很好地保护轴承端面不受损伤。4、制造成本低，采用的工装仅由工装螺母、定位螺钉、铜垫块等组成，造价低。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。通过附图可以看出，本发明涉及一种中大型轴承热装后轴向压紧方法，在主轴的轴承(轴套)端面的一侧，设置一个轴承轴向压紧定位装置，其特征在于所述的轴承轴向压紧定位装置为轴向螺旋压紧定位机构，通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承(轴套)进行轴向压紧定位。优选地，所述通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承(轴套)进行轴向压紧定位是在轴承加热装配后，将工装螺母旋合到轴颈螺纹上，在工装螺母与轴承(轴套)端面间留有一段距离；在工装螺母的端面上对称布置有两个以上的螺孔，螺孔内旋有定位螺钉，定位螺钉以工装螺母作为反作用力点，依靠扭力扳手均勻施加较小的力矩对称旋紧所有穿过工装螺母的定位螺钉，定位螺钉顶至轴承(轴套)端面上，产生较大预紧力，以克服轴承冷却收缩时产生的过盈摩擦力；此外，在定位螺钉头部与轴承(轴套)端面之间垫有比两端材料硬度低的中间垫(优选为铜垫块)，用中间垫(优选为铜垫块)保护轴承端面，以免擦伤。最终，保证轴承冷却后，轴向端面与轴肩相贴合，满足安装要求。根据上述方法所提出的中大型轴承热装后轴向压紧定位装置，包括主轴1和轴承(轴套)2，轴承(轴套)2安装在轴承(轴套)2的安装位置上，且在轴承(轴套)2的端面一侧的主轴1上设有安装轴承(轴套)2轴向压紧定位的主轴螺纹3，其特征在于主轴螺纹3上旋有一工装螺母4，工装螺母4与轴承(轴套)2端面间留有一段距离；在工装螺母4的端面上对称布置有两个以上的螺孔6，最好为3个或6个均布；螺孔内旋有定位螺钉7，定位螺钉7穿过工装螺母4顶至轴承(轴套)2端面上；此外，在定位螺钉7头部与轴承(轴套)2端面之间垫有铜垫块5，用铜垫块5保护轴承端面，以免擦伤。本发明的工作原理是本发明主要通过较小拧紧力矩旋紧螺栓产生较大预紧力，以克服因过盈产生的摩擦力(可依据过盈量大小进行计算得出)。依据螺栓拧紧力矩计算公式，T=k · F · d
式中，T——拧紧力矩，Nm;k——扭矩系数，取值0. 1-0. 3 ；F——预紧力，kN ；d——螺纹公称直径，mm ；
因此，选用较小的螺栓，可通过较小的拧紧力矩产生足够大的预紧力，作用到轴承(轴套)端面。为保证轴承(轴套)端面受力均勻，多使用3-6个定位螺钉，产生均勻的压力以克服过盈产生的摩擦力。除此，为保护轴承(轴套)端面免受擦伤，在定位螺钉与轴承(轴套)间用铜垫块进行防护。
定位螺钉产生的反作用力通过工装螺母进行克服。因一般结构上，轴承内圈一端靠在轴肩(轴套)上，另一端用锁紧螺母轴向压紧。因此，轴颈上有外螺纹，可将工装螺母与轴颈上外螺纹配合，在工作螺母上均布对应的螺纹通孔，作为定位螺钉反作用力点。
权利要求
1.一种中大型轴承热装后轴向压紧方法，在主轴的轴承或轴套端面的一侧，设置一个轴承轴向压紧定位装置，其特征在于所述的轴承轴向压紧定位装置为轴向螺旋压紧定位机构，通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承或轴套进行轴向压紧定位。
2.如权利1所述的中大型轴承热装后轴向压紧方法，其特征在于所述的通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承或轴套进行轴向压紧定位是在轴承加热装配后，将工装螺母旋合到轴颈螺纹上，在工装螺母与轴承或轴套端面间留有一段距离；在工装螺母的端面上对称布置有两个以上的螺孔，螺孔内旋有定位螺钉，定位螺钉以工装螺母作为反作用力点，依靠扭力扳手均勻施加较小的力矩对称旋紧所有穿过工装螺母的定位螺钉，定位螺钉顶至轴承或轴套端面上，产生较大预紧力，以克服轴承冷却收缩时产生的过盈摩擦力。
3.如权利2所述的中大型轴承热装后轴向压紧方法，其特征在于在定位螺钉头部与轴承或轴套端面之间垫有比两端材料硬度低的中间垫，用中间垫保护轴承端面，以免擦伤。
4.一种实现权利要求1的中大型轴承热装后轴向压紧定位装置，包括主轴和轴承或轴套，轴承或轴套安装在轴承或轴套的安装位置上，且在轴承或轴套的端面一侧的主轴上设有安装轴承或轴套轴向压紧定位的主轴螺纹，其特征在于主轴螺纹上旋有一工装螺母，工装螺母与轴承或轴套端面间留有一段距离；在工装螺母的端面上对称布置有两个以上的螺孔，螺孔内旋有定位螺钉，定位螺钉穿过工装螺母顶至轴承或轴套端面上。
5.如权利1所述的中大型轴承热装后轴向压紧装置，其特征在于在定位螺钉头部与轴承或轴套端面之间垫有比两端材料硬度低的中间垫。
6.如权利5所述的中大型轴承热装后轴向压紧装置，其特征在于所述的中间垫为铜垫块，用铜垫块保护轴承端面，以免擦伤。
全文摘要
一种中大型轴承热装后轴向压紧方法及装置，在主轴的轴承(轴套)端面的一侧，设置一个轴承轴向压紧定位装置，其特征在于所述的轴承轴向压紧定位装置为轴向螺旋压紧定位机构，通过两个以上的轴向调节螺栓对轴承(轴套)进行轴向压紧定位。利用工装螺母与螺栓结构形式，通过力矩扳手拧紧螺栓产生的轴向压力，方便有效地实现了轴承热装后轴向可靠压紧。特别适用于中大型轴承热装。
文档编号B25B27/073GK102554868SQ201210040149
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者任俊祺, 周意普, 孙勇军, 张璐, 徐帆, 李龙, 梁宪峰, 王洪波 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司