专利名称：一种带预紧推力轴承的主轴机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动力传递机构，特别是涉及一种具有较大轴向载荷的主轴。
背景技术：
在摩擦试验机等具有较大轴向载荷的设备上，需要带推力轴承的主轴机构传递动力，图I示出现有带推力轴承的主轴机构的剖面结构主轴2’为中间大、两头小的阶梯轴，主轴2’中段24’的上侧设有直径略小于中段24’的上轴承段22’，上轴承段22’的上端部开有退刀槽221’，退刀槽221’上侧为直径最小的上连接段21’，上连接段21’的外周设外螺纹。上轴承段22’下端设凸起的轴肩23’，轴肩23’的直径大于中段24’；主轴2’中段24’的下侧设有直径略小于中段24’的下轴承段25’。·推力轴承6’、垫圈5’和上轴承3’(深沟球轴承)依次安装在主轴2’的上轴承段22’上，推力轴承6’下侧的固定圈顶在主轴2’轴肩23’的上端面上，推力轴承6’上侧的活动圈顶住垫圈5’下端面的内环面。垫圈5’的上端面外周设有向上延伸的上凸缘，该上凸缘顶在上轴承3’的外圈下端面上。机座I’上开有轴向贯通的直孔，间隔套9’插装在该直孔中。主轴2’安装在机座I’的直孔中。主轴2’中段24’、轴肩23’和主轴2’上轴承段22’上的推力轴承6’伸入间隔套9’中，垫圈5’下端面的外环面顶住间隔套9’的上端面。垫圈5’和上轴承3’的外圈位于机座I的直孔中。主轴2’上连接段21’上螺合一个圆螺母211’，该圆螺母211’下端面上内侧环形的内凸缘顶住上轴承3’的内圈，一个顶丝212’螺合于圆螺母211’上径向螺孔中，该顶丝212’将该圆螺母211’固定在主轴2’的上连接段21’上。上法兰盘4’被几个螺钉41’固定在机座I’的上端面上，遮盖上轴承3’的外圈。圆螺母211’从上法兰盘4’的内孔中露出。下轴承7’(深沟球轴承)安装在位于机座I’直孔中的主轴2’的下轴承段25’上。下法兰盘8，被几个螺钉81’固定在机座I’的下端面上。下法兰盘8’将下球轴承7’外圈顶入机座I’的直孔中，下轴承7’外圈的上端面抵住间隔套9’的下端面。主轴2’的下端部从下法兰盘8’的内孔中向外伸出。为了提高该主轴机构的运行平稳性和运行精度，就必须限制主轴2’的轴向窜动。为此需要适当调整主轴2’上连接段21’上的圆螺母211’，使其适当地压紧第一深沟球轴承3’的内圈，以通过第一深沟球轴承3’外圈和垫圈5’向推力轴承6’施加适当的预紧力。但是，在实际的装配作业中，由于上轴承3’的内圈通常与主轴2’上连接段21’配合较紧，装配工人很难将圆螺母211’调整到合适的位置，使推力轴承6’得到适当的预紧力而主轴2’的轴向窜动最小；要么推力轴承6’被压得过紧而易于损坏；要么推力轴承6’过松，主轴2’的轴向窜动量过大，空载和轻载时上轴承3’和推力轴承6’的钢球和滚道之间易产生划伤，而发生振动、出现噪音。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种运行精度高且易于调整的带预紧推力轴承的主轴机构。本实用新型的技术方案是一种带预紧推力轴承的主轴机构，它包括机座、主轴、下轴承、上法兰盘、推力轴承、下轴承和下法兰盘；机座上轴向贯通的主轴孔上端设台阶、下侧设依次增大的三段阶梯型台阶；主轴从上向下有直径依次增大的上连接段、上轴承段、中段、推力轴承段、下轴承段、 凸肩和下连接段；上轴承段；主轴的上轴承段套装上轴承的内圈，上轴承的外圈伸入机座主轴孔上侧台阶中；主轴上连接段从安装在机座上端面上的上法兰盘的内孔向外伸出；机座主轴孔下侧阶梯型台阶的上段中装有支撑圈、环形的第一预紧波纹弹簧和推力轴承的活动圈，该支撑圈的下端面外侧环形的台阶上安放第一预紧波纹弹簧，该第一预紧波纹弹簧的下端面顶住该推力轴承的活动圈；推力轴承的固定圈套装在主轴推力轴承段上并与下挡圈一起位于机座主轴孔下侧阶梯型台阶的中段中；机座主轴孔下侧阶梯型台阶的下段中安装轴承套，下轴承安装在该轴承套的内孔中，轴承套上端的内凸缘挡住下轴承的外圈；下轴承的内圈套装在主轴下轴承段上，分别抵住推力轴承固定圈下侧的下挡圈和主轴凸肩；一个调整垫片套在轴承套的外侧并位于机座的下端面与下法兰盘之间；多个螺钉分别穿过下法兰盘上对应的过孔锁入轴承套上对应螺孔，使下法兰盘上端面内侧的环形凸缘顶紧下轴承的外圈；另外有多个螺钉分别穿过下法兰盘上对应的过孔和该调整垫片上对应的过孔锁入机座上对应螺孔，使该支撑圈与推力轴承的活动圈之间留有一个间隙；主轴的凸肩和下连接段从下法兰盘的中心孔中向外伸出。本实用新型利用推力轴承上侧的第一预紧波纹弹簧对推力轴承施加预紧力，通过使用轴承套安装上轴承并用调整垫片控制支撑圈与推力轴承的活动圈之间的间隙，以自动限制主轴因推力轴承本身轴向间隙而产生的轴向窜动；保证了主轴高精度运行。当下轴承和推力轴承长期使用后发生磨损、轴向间隙增大，只需减小调整垫片的厚度，就可以消除增大的间隙。安装时和后期维护时，轴向间隙的调整作业都非常简单。在优选的实施结构中所述机座主轴孔上侧台阶中装有外垫圈和环形的第二预紧波纹弹簧；该第二预紧波纹弹簧夹在所述上轴承的外圈与该外垫圈之间。适当调整外垫圈的厚度，可以使第二预紧波纹弹簧以适当的预紧力顶压上轴承的外圈。消除上轴承本身的轴向间隙，提高运行精度。在优选的实施结构中所述上轴承为深沟球轴承；所述下轴承由两个角接触轴承以DT组合的方式构成，所述轴承套上端的内凸缘挡住第一角接触轴承的外圈，所述下法兰盘上端面内侧的环形凸缘顶紧第二角接触轴承的外圈；两个角接触轴承的内圈套装在所述主轴的下轴承段上，其中第一角接触轴承的内圈经所述的下挡圈抵住所述推力轴承的固定圈，第二角接触轴承的内圈抵住所述主轴凸肩。使用两个角接触轴承以DT组合方式构成的角接触轴承组替代主轴下侧原有的深沟球轴承，可以提高了主轴的平稳性和运行精度。在优选的实施结构中所述的调整垫片有左、右两个半圆环组成；每个半圆环两端面各设一个与所述过孔具有相等半径的半圆槽，每个半圆环内周面的中部设有一个长条形槽，该长条形槽的宽度等于所述过孔的直径且该长条形槽与两端面的半圆槽之间各设一个所述的过孔；每个半圆环的外周面上在每个过孔与本侧端面之间各设一个卡槽。这种左、右两个半圆环组成的调整垫片可以在维修时不拆除下法兰盘的情况予以更换。更换时，下拆除分别穿过四个过孔的四个螺丝，并松开穿过每两个对接半圆槽组成的过孔中的螺丝和穿过两个长条形槽中的螺丝，就可以分别使用卡钩钩住左、右两个半圆环上的卡槽，使左、右两个半圆环分开，进而取出左、右两个半圆环。从而简化更换调整垫片的作业，便于后期维护时，减小调整垫片的厚度，调整轴向间隙。[0011]本实用新型带预紧推力轴承的主轴机构，采用上述的结构，使主轴的径向跳动控制在O. 002毫米之内，主轴的轴向窜动控制在O. 005-0. 01毫米之内，有效地提高了主轴运行的平稳性和运行精度。它可避免空载和轻载时上轴承和推力轴承的钢球和滚道之间的划伤，以及振动和噪音。
图I为现有带推力轴承的主轴机构的剖面结构示意图。图2为本实用新型带预紧推力轴承的主轴机构一个实施例的剖面结构示意图。图3为图2中A部的局部放大示意图。图4为图2中B部的局部放大示意图。·图5为图2中C部的局部放大示意图。图6为图2实施例中调整垫片的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型带预紧推力轴承的主轴机构一个优选实施例的剖面结构，请参看图2。它包括机座I、主轴2、上轴承3、上法兰盘4、预紧组件5、推力轴承6、下轴承7、下法兰盘8和调整垫片9。机座I上开有轴向贯通的主轴孔12，以便插入和安装主轴2。主轴孔12的上端设台阶11，台阶11中安装上轴承3 (深沟球轴承)和预紧组件5。主轴孔12下侧设三段阶梯型台阶，该阶梯型台阶的上段和中段13中安装推力轴承6及下挡圈64 ;该阶梯型台阶的下段14孔径最大，用以安装下轴承7的轴承套71。主轴2从上向下为直径依次增大的七段的阶梯轴，主轴2上端为直径最小的上连接段21。上连接段21下侧为上轴承段22，上轴承段22的上端部开有卡槽221，上轴承段22下侧依次是主轴2中段23、推力轴承段24、下轴承段25、过渡凸肩26、凸肩27和下连接段28。主轴2安装在机座I的主轴孔12中。请参看图3 :内垫圈223穿套在主轴2上轴承段22下侧并顶靠主轴2中段23的上端面，上轴承3的内圈31套装在主轴2上轴承段22上侧，内垫圈223上端面内侧的环形凸缘2231抵住上轴承3的内圈31下端面。一个弹簧卡圈222卡在主轴2上侧的卡槽221中并从上侧阻挡上轴承3的内圈31。预紧组件5由外垫圈52和环形的第二预紧波纹弹簧51组成。外垫圈52和第二预紧波纹弹簧51安装在机座I主轴孔12上侧台阶11的下端部。内垫圈223位于外垫圈52和第二预紧波纹弹簧51的内孔中。上轴承3的外圈32安装在机座I主轴孔12上侧台阶11的中部。第二预紧波纹弹簧51夹在上轴承3的外圈32与外垫圈52之间。上法兰盘4被数个螺钉42固定在机座I上端面上，上法兰盘4下端面上的环形定位凸缘伸入机座I主轴孔12上侧台阶11的上端部并与上轴承3的外圈32保持一定间隙。主轴2的上连接段21从上法兰盘4的内孔41向外伸出。适当选择内垫圈223的厚度，可以使弹簧卡圈222卡住上轴承3的内圈31且使其不能移动。内垫圈223的直径略大于主轴孔12的直径，拆卸主轴2时去掉弹簧卡圈222并向下推压主轴2，由于内垫圈223顶住上轴承3的内圈31，上轴承3就可以从主轴2上退下来。请参看图4 :机座I主轴孔12下侧阶梯型台阶的上段中安装有一个支撑圈62和一个上挡圈63，该支撑圈62的下端面621外侧开有环形的台阶并安放环形的第一预紧波纹弹簧61，该第一预紧波纹弹簧61的两个端面分别顶住支撑圈62和上挡圈63，使上挡圈63与支撑圈62之间留有一个间隙。推力轴承6夹在环形的下挡圈61与环形的上挡圈63之间，推力轴承6的活动圈601也装在机座I主轴孔12下侧阶梯型台阶的上段中，上挡圈63的作用是将第一预紧波纹弹簧61的作用力均匀地传递到推力轴承6的活动圈601。推力轴承6的固定圈602与下挡圈64 —起套装在主轴2推力轴承段24上并位于机座I主轴孔12下侧阶梯型台阶的中段13中。下挡圈61下端面内侧环形的凸缘611顶在下轴承7的第一角接触轴承的内圈701上。请参看图5 :轴承套71安装在机座I主轴孔12下侧阶梯型台阶的下段14中，两个角接触轴承以DT组合的方式构成下轴承7并安装在轴承套71的内孔中。轴承套71上端的内凸缘711挡住第一角接触轴承的外圈702。两个角接触轴承的内圈701、705套装在 主轴2的下轴承段25上，其中第一角接触轴承的内圈701顶住下挡圈64下端面内侧的凸缘641，第二角接触轴承的内圈705抵住主轴2过渡凸肩26的下端面。调整垫片9套在轴承套71的外侧并位于机座I的下端面与下法兰盘8之间。多个螺钉91分别穿过下法兰盘8上对应的过孔802锁入轴承套71上对应螺孔712，使下法兰盘8上端面内侧设环形凸缘804顶紧第二角接触轴承的外圈704，使两个角接触轴承的外圈702、704、轴承套71和下法兰盘8连成一体。另外有多个螺钉81分别穿过下法兰盘8上对应的过孔803和调整垫片9上对应的过孔901锁入机座I上对应螺孔18，使该调整垫片9、下法兰盘8与机座I连成一体，并使支撑圈62与推力轴承6活动圈601上的上挡圈63之间的间隙在O. 005-0. 01毫米的范围内。主轴2的凸肩27和下连接段28从下法兰盘8的中心孔801中向外伸出。以上所述，仅为本实用新型较佳实施例，不以此限定本实用新型实施的范围，依本实用新型的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本实用新型涵盖的范围。
权利要求1.一种带预紧推力轴承的主轴机构，它包括机座、主轴、下轴承、上法兰盘、推力轴承、下轴承和下法兰盘；其特征在于机座上轴向贯通的主轴孔上端设台阶、下侧设依次增大的三段阶梯型台阶；主轴从上向下有直径依次增大的上连接段、上轴承段、中段、推力轴承段、下轴承段、凸肩和下连接段；上轴承段；主轴的上轴承段套装上轴承的内圈，上轴承的外圈伸入机座主轴孔上侧台阶中；主轴上连接段从安装在机座上端面上的上法兰盘的内孔向外伸出；机座主轴孔下侧阶梯型台阶的上段中装有支撑圈、环形的第一预紧波纹弹簧和推力轴承的活动圈，该支撑圈的下端面外侧环形的台阶上安放第一预紧波纹弹簧，该第一预紧波纹弹簧的下端面顶住该推力轴承的活动圈；推力轴承的固定圈套装在主轴推力轴承段上并与下挡圈一起位于机座主轴孔下侧阶梯型台阶的中段中；机座主轴孔下侧阶梯型台阶的下段中安装轴承套，下轴承安装在该轴承套的内孔中，轴承套上端的内凸缘挡住下轴承的外圈；下轴承的内圈套装在主轴下轴承段上，分别抵住推力轴承固定圈下侧的下挡圈和主轴凸肩；一个调整垫片套在轴承套的外侧并位于机座的下端面与下法兰盘之间；多个螺钉分别穿过下法兰盘上对应的过孔锁入轴承套上对应螺孔，使下法兰盘上端面内侧的环形凸缘顶紧下轴承的外圈；另外有多个螺钉分别穿过下法兰盘上对应的过孔和该调整垫片上对应的过孔锁入机座上对应螺孔，使该支撑圈与推力轴承的活动圈之间留有一个间隙；主轴的凸肩和下连接段从下法兰盘的中心孔中向外伸出。
2.根据权利要求I所述的一种带预紧推力轴承的主轴机构，其特征在于所述机座主轴孔上侧台阶中装有外垫圈和环形的第二预紧波纹弹簧；该第二预紧波纹弹簧夹在所述上轴承的外圈与该外垫圈之间。
3.根据权利要求I或2所述的一种带预紧推力轴承的主轴机构，其特征在于所述上轴承为深沟球轴承；所述下轴承由两个角接触轴承以DT组合的方式构成，所述轴承套上端的内凸缘挡住第一角接触轴承的外圈，所述下法兰盘上端面内侧的环形凸缘顶紧第二角接触轴承的外圈；两个角接触轴承的内圈套装在所述主轴的下轴承段上，其中第一角接触轴承的内圈经所述的下挡圈抵住所述推力轴承的固定圈，第二角接触轴承的内圈抵住所述主轴凸肩。
4.根据权利要求I或2所述的一种带预紧推力轴承的主轴机构，其特征在于所述的调整垫片有左、右两个半圆环组成；每个半圆环两端面各设一个与所述过孔具有相等半径的半圆槽，每个半圆环内周面的中部设有一个长条形槽，该长条形槽的宽度等于所述过孔的直径且该长条形槽与两端面的半圆槽之间各设一个所述的过孔；每个半圆环的外周面上在每个过孔与本侧端面之间各设一个卡槽。
专利摘要本实用新型一种带预紧推力轴承的主轴机构，涉及动力传递机构。它包括机座、主轴、下轴承、上法兰盘、推力轴承、下轴承和下法兰盘；上轴承装在主轴上、并伸入机座主轴孔上侧台阶中；主轴孔下侧的支撑圈上安放的第一预紧波纹弹簧顶住推力轴承活动圈；推力轴承固定圈套装在主轴上并顶住主轴上的下轴承的内圈；下轴承的外圈位于主轴孔下侧的下段中安装的轴承套内；调整垫片套在轴承套外侧并位于机座下端面与下法兰盘之间；多个螺钉分别穿过下法兰盘锁入轴承套上，使下法兰盘顶紧下轴承外圈；多个螺钉分别穿过下法兰盘和调整垫片锁入机座上，使支撑圈与推力轴承活动圈之间留有间隙。运行精度高且易于调整。
文档编号F16C35/12GK202768650SQ201220461400
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者张国梁 申请人:厦门天机自动化有限公司