本实用新型涉及一种推力轴承浮动安装惯性摩擦焊机承载主轴系统。
背景技术：
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惯性摩擦焊接是一种优质、高效、节能和环保的固相连接技术，广泛用于航空航天、机械制造和石油勘探等领域。惯性摩擦焊机主机系统主要由：主轴系统、滑台、移动夹具、加压油缸以及床身等组成。主轴系统是惯性摩擦焊机的核心关键所在，主轴系统的优劣将直接影响焊接质量。在焊接前，惯性摩擦焊机的主轴需处在达到高速运转状态，使得主轴前端惯性轮获得足够大的惯量；焊接过程中，主轴系统需要承受高达6000kN的轴向顶锻力。如果只是采用大尺寸轴承来承受大顶锻力，主轴的最大转速会被限制，不能满足焊接前主轴大惯量的工作要求，而且单个轴承受力不利于轴承长时间稳定高效的工作，从而缩短其使用寿命。
技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种推力轴承浮动安装惯性摩擦焊机承载主轴系统，采用推力轴承浮动安装的方式使两个轴承平均受力，减轻单个轴承的受力，实现设备高速运转的工作要求，延长轴承的使用寿命。本实用新型的技术方案是：一种推力轴承浮动安装惯性摩擦焊机承载主轴系统，轴承座2通过螺栓连接安装在主轴9上，推力轴承10的外圈与轴承座2之间过渡配合安装，推力轴承10的内圈与主轴9过渡配合，圆螺母1与主轴9为螺纹连接，平衡液压缸3安装在主轴箱7内，活塞杆内径与主轴9外径间带有间隙；平衡液压缸3仅具有进油腔；其中推力轴承5采用固定安装，推力轴承8采用浮动安装。
推力轴承5的内圈通过轴肩定位安装于主轴9上，推力轴承5的外圈通过过渡配合安装在主轴箱7上；推力轴承8的内圈通过轴肩定位安装于主轴9上，推力轴承8的外圈通过过渡配合安装在推力盘4 内。
五个惯性轮6通过螺栓串联在一起。
本实用新型工作原理：当电机驱动的主轴9达到预定转速时，停止供电，在惯性轮6的作用下，主轴9仍处在高速旋转状态，尾座上夹持的工件在液压系统的驱动下靠近主轴上另一被夹持的工件，最后在加压油缸的作用下，完成工件对接，在两个工件之间的摩擦阻力作用下，主轴9逐渐停止转动。从两个工件接触到主轴停止转动完成焊接过程中，一直有轴向的重载力作用于主轴9的轴线方向。
轴向力由两列分布于主轴箱7中部的推力调心滚子轴承共同承载。为了轴向力较为均衡的协调分配到两列推力调心滚子轴承上，防止任意一列轴承受力过大烧损，两盘推力调心滚子轴承安装于主轴箱中部，其中推力轴承5采用固定安装，推力轴承8采用浮动安装。推力轴承5将承载的轴向力直接作用于主轴箱7，浮动安装的推力轴承 8安装于推力盘4上，通过平衡液压缸3将承载的轴向力间接作用在主轴箱7。
平衡液压缸3的作用是平衡推力轴承5和推力轴承8承载的轴向力，具体原理为：平衡液压缸3通入一定压强的液压油，其产生的轴向力为主轴受到外载力的1/2，即推力轴承8在平衡油缸的作用下承受了1/2的外载力，那么主轴另外1/2外载力将由推力轴承5承载。
另外，为了防止主轴9的轴向窜动，在主轴9的末端加装了圆螺母1和备紧用推力轴承10，其中的推力轴承10的外圈安装在轴承座 2上。这样，可以通过调节圆螺母2的松紧来消除主轴9在主轴箱7 内轴向的间隙。
综合来看，本实用新型的技术重点在于通过加装平衡油缸，实现了推力轴承8的浮动安装，使得推力轴承5和推力轴承8共同承受主轴的轴向重载力。由于惯性摩擦焊机工作时，主轴需要高速旋转，同时又需要承受很大的轴向的外力。因此，相对于采用单一大轴承承受主轴轴向力的设计，本实用新型可以减少主轴箱的整体设计尺寸，延长轴承的使用寿命，而且又能满足设备对高速运转的使用要求。
附图说明
图1为惯性摩擦焊机承载主轴系统。
具体实施方式
如图1所示，一种推力轴承浮动安装惯性摩擦焊机承载主轴系统，轴承座2通过螺栓连接安装在主轴9上，推力轴承10的外圈与轴承座2之间过渡配合安装，推力轴承10的内圈与主轴9过渡配合，圆螺母1与主轴9为螺纹连接，平衡液压缸3安装在主轴箱7内，活塞杆内径与主轴9外径间带有间隙；平衡液压缸3仅具有进油腔；其中推力轴承5采用固定安装，推力轴承8采用浮动安装。
推力轴承5的内圈通过轴肩定位安装于主轴9上，推力轴承5的外圈通过过渡配合安装在主轴箱7上；推力轴承8的内圈通过轴肩定位安装于主轴9上，推力轴承8的外圈通过过渡配合安装在推力盘4 内。
五个惯性轮6通过螺栓串联在一起。
平衡液压缸3仅具有进油腔，没有回油腔，平衡液压缸通入液压油后，可以产生向前的推力并作用在浮动安装推力轴承8上，这不仅实现了浮动安装的推力轴承8承受主轴9的轴向负载，而且可以简化主轴系统的设计；安装后的平衡液压缸3的活塞内径与主轴9之间的径向间隙为3.5毫米，防止主轴旋转时发生干涉。
推力盘4与浮动安装推力轴承8之间为过渡配合；另外，惯性摩擦焊机在对工件进行焊接时会有重载作用于主轴系统，因此对工作在高速重载工况下的浮动安装推力轴承8做好润滑很重要，在推力盘4 上有油孔，可直接对轴承进行喷油润滑。
轴承座2通过螺栓连接安装于主轴箱7上，备紧用推力轴承10 外圈与轴承座2之间为过渡配合，内圈与主轴9过渡配合。通过调节圆螺母1来改变备紧推力轴承的预紧力的大小，以消除主轴9在主轴箱7的轴向间隙。