一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置的制作方法

本发明涉及轴承测量技术领域，更具体地说，涉及一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置。

背景技术：

角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作，其接触角越大，轴向承载能力越高。接触角指的是角接触球轴承径向平面内的钢球和滚道接触点连线与轴承轴线的垂直线之间的角度。通常高精度和高速轴承取15°接触角，在轴向力作用下，接触角会增大。

在发电企业中，大型轴流风机与水泵是发电厂的主要辅机，轴承是转动设备的最主要部件之一。在所有旋转轴的设备中，旋转轴一般是由轴承支撑起来旋转的，轴承则安装在轴承箱中。当设备的轴承出现损坏或达到使用极限时，就需要进行轴承的更换。每一个轴承箱内部通常会使用若干个轴承，装配在旋转轴上，其中用于平衡轴向推力的轴承大多为成对安装的角接触球轴承。两个角接触球轴承中间装有内、外隔圈，在装配时需要通过测量并调整内、外隔圈厚度，使轴承组的总推力间隙达到合格的范围。传统的装配顺序是将轴承热装(电加热或油加热)到旋转轴上，然后按工艺的要求吊装进轴承箱。通过试装，将轴承箱所有部件全部装配完成后，通过百分表测量主轴端面与轴承箱端盖的相对位移最大值，判断该间隙是否合格。然后将需要调整的量计算出后，重新解体轴承，取出外隔圈，最后根据计算值，对外隔圈进行精加工，重复上述步骤直至总推力间隙合格。因此，设计一款简单实用且测量准确的角接触球轴承组推力间隙的测量和调整装置是行业内一直追求的目标。

经检索，关于轴承测量装置已有大量专利公开，如中国专利申请号：2018114226302，发明创造名称为：一种非标角接触球轴承的接触角测量方法，该申请案公开了一种非标角接触球轴承的接触角测量方法，非标角接触球轴承中的内圈具有异形凸台，通过固定载荷块对非标角接触球轴承施加中心轴向载荷的方式，可以准确和快速的测量外圈和保持架的旋转圈数，再通过接触角与非标角接触球轴承借用公式计算出非标角接触球轴承的接触角，采用固定载荷块直接加载的方法，加载可靠、准确，保证在接触角测量过程中钢球在滚道内纯滚动不产生滑动，且内圈、外圈和钢球之间不产生接触变形，这种方式具有平稳、无冲击、快速和操作简单之特点，中心轴向载荷加载采用一次装卡定位，消除了安装定位误差影响，保证了接触角一测量精度，除用于准确和快速的测量非标角接触球轴承接触角之外还可以适用于标准角接触球。该方案不失为对轴承测量装置的良好探索，但行业内对轴承测量装置的探索从未停止。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有的角接触球轴承装配时推力间隙测量和调整过程复杂费力或测量不够精准的不足，提供了一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，能够将成对安装的角接触球轴承单独进行试装配，加快了测量和调整的速度，提高了测量结果的准确性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，包括由内到外依次设置的内圈和外圈，外圈套设在内圈外周，其中内圈包括空心圆柱，空心圆柱轴向的上下两端分别设置有内圈压板和内圈底座，内圈压板和内圈底座的外侧边缘位置均延伸超过空心圆柱的外周，内圈压板和内圈底座之间通过内连接柱相连，且内圈压板顶部还设置有百分表；外圈包括上下平行设置的外圈压环和外圈底座，外圈压环和外圈底座均为环形结构，外圈压环和外圈底座的中心均开设有用于安装内圈的安装腔，且外圈压环和外圈底座之间通过外连接柱相连，外圈底座的外侧边缘位置环绕周向设置有支撑凸台，且支撑凸台朝向远离外圈压环的方向延伸。

作为本发明更进一步的改进，外连接柱的底部固定在外圈底座上，外连接柱的顶部设置有螺纹段，外圈压环上与外连接柱相对应的位置开设有与外连接柱相配合的通孔，该螺纹段穿过外圈压环上的通孔并通过外圈锁紧螺母将外圈压环与外圈底座连接在一起。

作为本发明更进一步的改进，外圈底座上环绕周向均匀间隔设置有多个外连接柱。

作为本发明更进一步的改进，内连接柱的底部固定在内圈底座上，内连接柱的顶部设置有螺纹段，内圈压板上与内连接柱相对应的位置开设有与内连接柱相配合的通孔，该螺纹段穿过内圈压板上的通孔并通过内圈锁紧螺母将内圈压板与内圈底座连接在一起。

作为本发明更进一步的改进，百分表通过固定单元固定在内圈压板的顶部，且百分表底部测量头的位置与外圈压环的位置相对应。

作为本发明更进一步的改进，内圈压板和内圈底座均为圆形结构，且内圈压板和内圈底座的直径均比空心圆柱的直径大。

作为本发明更进一步的改进，固定单元包括固定在内圈压板顶部的固定底座和固定杆，固定杆的一端与固定底座相连，固定杆的另一端与百分表相连。

作为本发明更进一步的改进，固定杆包括设置在固定底座顶部的固定段，其中固定段顶部向外延伸设置有支撑段，支撑段底部向下延伸设置有连接段，连接段的底部与百分表相连。

作为本发明更进一步的改进，固定底座底部设有螺纹段，内圈压板与该螺纹段相对应的位置开设有与该螺纹段相配合的通孔，该螺纹段穿过内圈压板上的通孔并通过固定螺母将固定底座固定在内圈压板顶部。

作为本发明更进一步的改进，外圈底座的外侧边缘位置环绕周向均匀间隔设置有多个支撑凸台，且支撑凸台沿远离外圈压环的方向延伸。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，能够将成对安装的两个角接触球轴承单独进行试装配，在减少传统工艺的步骤的前提下，解保精确测量推力间隙，，加快了测量和调整的速度。

(2)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，减轻了测量调整过程中的设备重量，大大降低了部件受损和人员受伤的风险，也不需要起重吊装的配合，减少了机械的投入。

(3)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，将轴承箱装配次数降到最低，紧固件和配合件磨损的可能性大大减少，减少了额外的工作量。

(4)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，外圈底座的外侧边缘位置环绕周向设置有支撑凸台，且支撑凸台朝向远离外圈压环的方向延伸，即外圈底座底部不是直接放置在地面上的，而是通过支撑凸台放置在地面上，保证在各部件就位并初步固定后，内圈底座能够处于一个自由向下的悬空状态，此时可以直接调整百分表的测量头压在外圈压环顶部，百分表的示值即可直接作为测量和调整的初始值，支撑凸台结构上使得所需操作步骤和辅助平台减少，利用部件的自重和支撑凸台的圆环结构让各部件就位后便于直观地检查平整度，通常无需调整即可进行下一步工作，使得测量过程时间更短，结果更加准确。此外，支撑凸台结构使得本实施例的间隙测量和调整装置对工作场地平整度要求降低，只需要保持支撑凸台的圆环形状范围内的工作场地表面平整即可。

(5)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，外圈压环和外圈底座均为环形结构，环形结构设计与角接触球轴承的圆形横截面相符合，能够更好地安装和承载角接触球轴承，且外圈压环的直径大于内圈压板的直径，外圈底座的直径大于内圈底座的直径，使用时装配好的两个角接触球轴承的整体外侧底部放置在外圈底座上，上方的轴承外圈顶部通过外圈压环压紧，从而将成对安装的两个角接触球轴承整体放置在本方案的测量和调整装置上进行测量，此时两个角接触球轴承的外侧不易出现左右或上下晃动的情况，使得两个角接触球轴承整体固定的更加牢固，提高了测量结果的准确性。

(6)本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，外圈底座的外侧边缘位置环绕周向均匀间隔设置有多个支撑凸台，且支撑凸台沿远离外圈压环的方向延伸，多个支撑凸台的设置，减小了与地面的接触面积，进一步降低对工作场地平整度的要求。

附图说明

图1为本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置的使用安装结构示意图；

图2为图1中a-a截面的结构示意图；

图3为本发明的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、外圈；110、外圈压环；111、外圈锁紧螺母；112、外连接柱；120、外圈底座；130、支撑凸台；200、内圈；210、内圈压板；211、内圈锁紧螺母；212、内连接柱；213、提升环；220、空心圆柱；230、内圈底座；

300、角接触球轴承；310、轴承外圈；311、外隔圈；320、轴承内圈；321、内隔圈；330、钢球；400、百分表；410、测量头；500、固定单元；510、固定杆；520、固定底座。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

结合图1和图2所示，角接触球轴承300包括由内到外设置的轴承内圈320和轴承外圈310，且轴承内圈320和轴承外圈310之间通过钢球330相连。其中用于平衡轴向推力的轴承大多为成对安装的角接触球轴承300，两个角接触球轴承300中间装有内隔圈321和外隔圈311，即成对安装的两个角接触球轴承300的轴承内圈320之间安装有内隔圈321，两个角接触球轴承300的轴承外圈310之间安装有外隔圈311，在装配时需要通过测量并调整外隔圈311，使轴承组的总推力间隙达到合格的范围。传统的角接触球轴承300装配顺序是先将角接触球轴承300热装(电加热或油加热)到主轴上，并按照工艺要求吊装进轴承箱。通过试装，将轴承箱内所有部件全部装配完成后，再通过百分表400测量主轴端面与轴承箱端盖的相对位移最大值，判断该间隙是否合格。然后将需要调整的量计算出后，重新解体角接触球轴承300和轴承箱，取出两个角接触球轴承300之间的外隔圈311，最后根据计算值，对外隔圈311的厚度进行精加工，重复上述步骤直至最后测量的角接触球轴承300总推力间隙符合要求。上述工艺步骤可能至少需要重复2至3次，甚至更多，导致装配工作的工作量巨大，且装配时间很长。同时由于电厂内的大型轴流风机与水泵的轴承箱重量达到1吨至2吨，角接触球轴承300的规格和重量也比较大。在装配过程中需要起重吊装的配合，且需要对轴承箱进行多次翻滚，给设备和工作人员带来非常高的安全隐患。反复地对轴承箱进行拆、装操作，不仅会造成轴承箱内部精密配合部件的损伤，大大降低了设备的使用寿命，还额外增加了的设备维修成本。而采用本实施例的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置则可以解决上述问题，通过使用本实施例的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置直接将成对安装的角接触球轴承300单独进行试装配，减少了工艺步骤，加快了测量和调整的速度。

结合图1-图3，本实施例的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，包括由内到外依次设置的内圈200和外圈100，外圈100套设在内圈200外周，其中内圈200包括空心圆柱220，空心圆柱220轴向的上下两端分别设置有内圈压板210和内圈底座230，内圈压板210和内圈底座230的外侧边缘位置均延伸超过空心圆柱220的外周，具体地，如图3所示，本实施例中内圈压板210和内圈底座230均为圆形结构，且内圈压板210和内圈底座230的直径均比空心圆柱220的直径大。其中内圈底座230与空心圆柱220为一体成型结构，内圈底座230的直径大于空心圆柱220的直径，便于预留空间用来放置轴承内圈320，使用时即可将装配好的两个角接触球轴承300的轴承内圈320的内壁贴合在空心圆柱220的外侧壁上，下方的轴承内圈320的底部放置在内圈底座230上，同时由于两个轴承内圈320加上中间内隔圈321的整体高度大于空心圆柱220的高度，使得内圈压板210可以从上方的轴承内圈320的上方对装配好的两个角接触球轴承300整体内侧进行压紧，在向上提拉的过程中两个角接触球轴承300不会发生左右或者上下晃动，测量结果更加准确。如图1所示，本实施例中内圈压板210的顶部还设置有提升环213，便于测量时使用钢丝绳穿过提升环将内圈200整体向上提升起来，具体地，本实施例中内圈压板210的顶部两侧均设置有一个提升环213，两个提升环213的连线为内圈压板210的径向连线，测量使用时，钢丝绳同时穿过两个提升环213将内圈200整体向上提升起来，提升力量更加均衡，提升过程更加稳定。

如图2所示，本实施例中内圈压板210与空心圆柱220之间采用可拆卸连接方式，便于放置和压紧轴承内圈320，具体地，本实施例中内圈压板210和内圈底座230之间通过内连接柱212相连，具体地，本实施例中内连接柱212的底部固定在内圈底座230上，内连接柱212的顶部设置有螺纹段，内圈压板210上与内连接柱212相对应的位置开设有与内连接柱212相配合的通孔，该螺纹段穿过内圈压板210上的通孔并通过内圈锁紧螺母211将内圈压板210与内圈底座230连接在一起，采用螺纹连接，简单方便，且便于使用时将装配好的两个角接触球轴承300整体内侧从空心圆柱220的上方向下套在空心圆柱220的外周，从而将装配好的两个角接触球轴承300整体内侧固定在内圈200上。

如图1所示，本实施例中内圈压板210顶部还设置有百分表400，用来测量两个角接触球轴承300之间的总推力间隙，方便随时对外隔圈311的厚度进行调整，并最终使得装配好的两个角接触球轴承300之间的总推力间隙符合装配要求。具体地，本实施例中百分表400通过固定单元500固定在内圈压板210的顶部，且百分表400底部测量头410的位置与外圈压环110的位置相对应，使用时，百分表400底部测量头410始终压在外圈压环110顶部，从而能够测量出轴承内圈320与轴承外圈310之间的最大位移差值，即总推力间隙。

如图2和图3所示，本实施例中外圈100包括上下平行设置的外圈压环110和外圈底座120，外圈压环110和外圈底座120的中心均开设有用于安装内圈200的安装腔，具体地，本实施例中外圈压环110和外圈底座120均为环形结构，环形结构设计与角接触球轴承300的圆形横截面相符合，能够更好地安装和承载角接触球轴承300，且外圈压环110的直径大于内圈压板210的直径，外圈底座120的直径大于内圈底座230的直径，使用时装配好的两个角接触球轴承300的整体外侧底部放置在外圈底座120上，上方的轴承外圈310顶部通过外圈压环110压紧，从而将成对安装的两个角接触球轴承300整体放置在本实施例的测量和调整装置上进行测量，此时两个角接触球轴承300的外侧不易出现左右或上下晃动的情况，使得两个角接触球轴承300整体固定的更加牢固，提高了测量结果的准确性。如图2所示，本实施例中外圈压环110和外圈底座120之间通过外连接柱112相连。具体地，本实施例中外连接柱112的底部固定在外圈底座120上，外连接柱112的顶部设置有螺纹段，外圈压环110上与外连接柱112相对应的位置开设有与外连接柱112相配合的通孔，该螺纹段穿过外圈压环110上的通孔并通过外圈锁紧螺母111将外圈压环110与外圈底座120连接在一起。

本实施例中外圈底座120上环绕周向均匀间隔设置有多个外连接柱112，具体地，如图1所示，本实施例中外圈底座120上环绕周向均匀间隔设置有3个外连接柱112，方便多方位对上方的轴承外圈310进行固定，固定效果更稳定，测量时不易发生松动现象。如图2所示，本实施例中外圈底座120的外侧边缘位置环绕周向设置有支撑凸台130，且支撑凸台130朝向远离外圈压环110的方向延伸，即外圈底座120底部不是直接放置在地面上的，而是通过支撑凸台130放置在地面上，保证在各部件就位并初步固定后，内圈底座230能够处于一个自由向下的悬空状态，此时可以直接调整百分表400的测量头410压在外圈压环110顶部，百分表400的示值即可直接作为测量和调整的初始值，支撑凸台130结构上使得所需操作步骤和辅助平台减少，利用部件的自重和支撑凸台130的圆环结构让各部件就位后便于直观地检查平整度，通常无需调整即可进行下一步工作，使得测量过程时间更短，结果更加准确。此外，支撑凸台130结构使得本实施例的间隙测量和调整装置对工作场地平整度要求降低，只需要保持支撑凸台130的圆环形状范围内的工作场地表面平整即可。如图1所示，本实施例中外圈底座120的外侧边缘位置环绕周向均匀间隔设置有多个支撑凸台130，且支撑凸台130沿远离外圈压环110的方向延伸，多个支撑凸台130的设置，减小了与地面的接触面积，进一步降低对工作场地平整度的要求。具体地，本实施例中外圈底座120的外侧边缘位置环绕周向均匀间隔设置有3个支撑凸台130。

本实施例具体使用时，首先本实施例的调整和测量装置放置在地面上，并将成对安装的两个角接触球轴承300装配成一个整体结构后放置在本实施例的调整和测量装置上，使得装配好的两个角接触球轴承300整体内侧贴合放置在内圈200上，装配好的两个角接触球轴承300整体外侧放置在外圈100上，并分别通过内圈压板210和外圈压环110将装配好的两个角接触球轴承300整体的内、外两侧固定在内圈底座230和外圈底座120上；然后将百分表400的测量头410压在外圈压环110顶部，调整并记录下百分表400的初始数值，并使用钢丝绳穿过内圈压板210顶部的提升环，提升过程中使用千斤顶作为提升的动力，更加省力，将内圈200及贴合设置在内圈200外侧的两个轴承内圈320一起向上垂直提升至某个位置时，而位于外侧的两个轴承外圈310仍处于静置状态下，此时相对于初始数值而言，百分表400就会产生一个变化值，该变化值即为内圈压板210与外圈压环110之间的最大相对位移差值，也是轴承内圈320和轴承外圈310之间的最大相对位移差值，该最大相对位移差值就是需要测量的两个角接触球轴承300之间的总推力间隙。如果测量出的总推力间隙不符合使用标准，只需拆卸本测量和调整装置上的内圈锁紧螺母211和外圈锁紧螺母111，即可轻松将装配好的两个角接触球轴承300取出，并将外隔圈311取出，按计算值对外隔圈311厚度进行加工调整即可。本实施例的测量和调整装置结构简单、实用性高，且制作费用低、安全可靠。采用本实施例的测量和调整装置能够将成对安装的两个角接触球轴承300单独进行试装配，在减少传统工艺的步骤的前提下，确保精确测量推力间隙，加快了测量和调整的速度；将轴承箱的装配次数降到最低，紧固件和配合件磨损的可能性大大减少，减少了额外工作量。同时减轻了测量调整过程中的设备重量，大大降低了部件受损和人员受伤的风险，也不需要起重吊装的配合，减少了机械的投入。

实施例2

本实施的一种角接触球轴承组推力间隙测量和调整装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步，如图2所示，本实施例中固定单元500包括固定在内圈压板210顶部的固定底座520和固定杆510，固定杆510的一端与固定底座520相连，固定杆510的另一端与百分表400相连。其中固定杆510包括设置在固定底座520顶部的固定段，其中固定段顶部向外延伸设置有支撑段，支撑段底部向下延伸设置有连接段，连接段的底部与百分表400相连。

本实施例中固定底座520与内圈压板210之间采用可拆卸连接方式，具体地，本实施例中固定底座520底部设有螺纹段，内圈压板210与该螺纹段相对应的位置开设有与该螺纹段相配合的通孔，该螺纹段穿过内圈压板210上的通孔并通过固定螺母将固定底座520固定在内圈压板210顶部，采用螺纹连接简单易得，且便于拆卸更换。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。