专利名称：轴承预紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械零件技术领域，尤其涉及一种轴承预紧装置。
背景技术：
滚动轴承在装配的过程中，为了使轴承运动平稳、减少转动部件的振动，以及提高运转部件的寿命，通常需要对轴承的轴向力进行预紧。目前，预紧轴承的方法主要是操作人员在实际操作过程中依靠自身的经验和手感控制预紧轴承的预紧力。然而，该预紧方法的缺点是人为因素影响较大，容易造成预紧力不足或过大。当轴承预紧不足时，外圈和滚子间还会存在间隙，造成轴承承载能力不足，降低使用寿命。当轴承预紧力过大时，可能会出现轴承卡死，甚至烧毁等现象，导致造成整个设备无法正常运转。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种轴承预紧装置，可以有效地、准确地保证预紧轴承时所需的预紧力，避免出现轴承承载不足、卡死，甚至烧毁等情况，从而保证设备的正常运转。根据本发明，提供一种轴承预紧装置包括:壳体，其包括敞开端、封闭端以及形成在两端之间的圆柱形中空腔，在敞开端设有盖板；设置在中空腔内并且两端分别穿过所述封闭端和盖板的芯轴，包括整体式径向形成在芯轴上的限定部，以及贯穿过芯轴并通过螺纹与芯轴配合在一起的促动件；摩擦片单元，包括交替设置且彼此贴合的环形的第一摩擦片和环形的第二摩擦片，第一摩擦片设置成通过外缘与壳体的内壁保持接合，第二摩擦片设置成通过内缘与限定部的外周保持接合；设置在中空腔内并处于壳体和芯轴之间的施力机构，施力机构用于对摩擦片单元施加力，以使第一摩擦片和第二摩擦片之间产生第一摩擦力矩。其中，当在促动件上施加促动力，并且产生于促动件和芯轴之间的第二摩擦力矩不大于第一摩擦力矩时，芯轴不旋转，并且促动件能在芯轴内轴向运动，从而对待预紧的轴承产生作用；而当第二摩擦力矩大于第一摩擦力矩时，第一摩擦片能相对于第二摩擦片旋转，导致芯轴连同促动件一起旋转，从而使得促动件保持其轴向位置不变。在一个实施例中，壳体内壁上设有第一内花键，其用于与设置在第一摩擦片外缘上的第一外花键相配合，使得第一摩擦片可以沿着轴向滑动。在一个实施例中，限定部的外周上设有第二外花键，其用于与设置在第二摩擦片内缘上的第二内花键相配合，使得第二摩擦片可以沿着轴向滑动。在一个实施例中，封闭端的内壁上设有环形的凹槽，在凹槽内设有多个滚珠，滚珠与芯轴的限位部接触，用于限制芯轴朝向封闭端移动。在一个实施例中，施力机构包括用于挤压摩擦片单元的挤压件、用于调节压力的施力件，以及依次设置在挤压件和施力件之间的弹性件和间隔件。在一个实施例中，挤压件的一端设有用于挤压摩擦片单元的推动台，而另一端设有用于容纳弹性件的容纳槽。 在一个实施例中，施力件与壳体的内壁通过螺纹连接。在一个实施例中，间隔件的外圆周面上设有沿着径向向外延伸的定位销，而在壳体的内壁上设有沿着轴向分布的并与定位销相匹配的定位槽。在一个实施例中，壳体的敞开端还设有用于定位盖板的定位件。在一个实施例中，还包括设于促动件的末端处的顶压机构，其包括用于作用在待预紧的轴承的外圈或内圈上的定距环，以及推动定距环的推环板。根据本发明的轴承预紧装置的结构简单、操作方便、加工容易，适用性广泛，便于推广使用，可以有效地、准确地保证了预紧轴承的预紧力，不会出现轴承承载不足、卡死，甚至烧毁等情况。
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:图1显示了根据本发明的轴承预紧装置的结构示意图。图2显示了根据本发明的轴承预紧装置的分解透视图。图3显示了根据本发明的轴承预紧装置的安装图。图4显示了根据本发明的轴承预紧装置的壳体。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。如图1显示了根据本发明的轴承预紧装置100，其是通过控制反支撑扭矩来限制轴向力的大小，从而实现对轴承预紧力的控制。该轴承预紧装置100不仅仅限于轴承预紧，也可以应用于其他需要预紧工件或控制轴向力的地方。其中，上述的反支撑扭矩即下文所述的第一摩擦力矩。如图1所示，轴承预紧装置100包括壳体4。壳体4包括敞开端32、封闭端31以及两端之间所形成了中空腔33。中空腔33大致为圆柱形，在附图4可以清晰地显示出。在壳体4的敞开端32上依次设有定位件8和圆形盖板7。定位件8优选为卡簧,其不仅可以准确地定位盖板7的位置，也可以方便盖板7的拆装。根据本发明的轴承预紧装置100还包括设置在中空腔33内并且两端分别穿过封闭端31和盖板7的芯轴13。芯轴13包括整体式径向形成在芯轴13上的限定部35。在芯轴13的轴心处设有贯穿过芯轴13的促动件I。促动件I通过螺纹与芯轴13配合连接，使得促动件I旋转后可以在芯轴13内沿着轴向移动。其中，促动件I优选为螺栓，容易理解其也可以选为丝杠。考虑到芯轴13有可能在壳体4的轴向移动，从而影响预紧轴承101的效果，在壳体4的封闭端31的内壁上设有环形的凹槽(未示出)，并且在凹槽内还设有多个滚珠3。其中，滚珠3与芯轴13的限定部35接触，起到限制芯轴13朝向封闭端31移动的作用。本技术领域人员容易理解凹槽的具体结构，在此不作详细描述。根据本发明的轴承预紧装置100还包括摩擦片单元36，其包括交替设置且彼此贴合的第一摩擦片12和第二摩擦片11。第一摩擦片12和第二摩擦片11均为环形。第一摩擦片12设置成通过外缘与壳体4的内壁保持接合，而第二摩擦片11设置成通过内缘与限定部35的外周保持接合。根据本发明的轴承预紧装置100还设置在中空腔33内处于壳体4和芯轴13之间的施力机构45。施力机构45包括挤压摩擦片单元36的挤压件10、用于调节压力的施力件6，以及依次设置在挤压件10和施力件6之间的弹性件9和间隔件5。其中，挤压件10 —端设有挤压摩擦片单元36的环形推动台43，而挤压件10的另一端设有用于容纳弹性件9的环形的容纳槽42。容纳槽42可以有效地定位弹性件9。弹性件9优先为弹簧，其用于向摩擦单元36提供持续的压力，以便保证在第一摩擦片12和第二摩擦片11之间一直存有摩擦力。施力件6与壳体4的内壁通过螺纹连接，使得施力件6在壳体4内旋转后，可以在轴向发生移动，从而压缩弹性件9。在一个未示出的实施例中，为了防止弹性件9跟随施力件6转动，在间隔件5的外圆周面上设有沿着径向向外延伸的定位销，而在壳体4的内壁上设有沿着轴向分布的并与定位销相匹配的定位槽。通过使用定位销与定位槽的配合连接，可以有效地保证间隔件5不会发生转动，从而也保证了施力件6的转动不会影响到弹性件9。如图2所示，以下介绍摩擦片单元36中的第一摩擦片12和第二摩擦片11具体分布情况。在该图不实施例中，在壳体4内壁上设有第一内花键40 (见图4),而在第一摩擦片12外缘上设有与第一内花键40相配合的第一外花键39。通过第一内花键40与第一外花键39的相配合，使得第一摩擦片12可以沿着径向滑动。在另一个实施例中，芯轴13的限定部35的外周上设有第二外花键37，而在第二摩擦片11内缘上设有与第二外花键37相配合的第二内花键38。通过第二外花键37与第二内花键38的相配合，使得第二摩擦片11不但可以沿着径向滑动，而且还可以随芯轴13同步转动。综上可知，由于芯轴13会带动第二摩擦片11相对于第一摩擦片12转动，因此在第一摩擦片12和第二摩擦片11之间会产生阻碍第二摩擦片11转动的第一摩擦力矩。如图3所示，轴承预紧装置100还包括顶压机构50，其安装在待预紧的轴承101与促动件I之间。顶压机构50包括作用在待预紧的轴承101外圈或内圈上的定距环52，其内外径的大小由待预紧的轴承101的内圈和外圈决定。当需要预紧待预紧的轴承101的外圈时，定距环52的内外径与外圈大致一致。当预紧待预紧的轴承101的内圈时，定距环52的内外径与内圈大致一致。在定距环52的外侧(图3所示的左侧)设有推环板51，其用于推动定距环52预紧待预紧的轴承101。为了方便与主机体102相连，在敞开端32所对应的壳体4外壁上设有沿着径向向外延伸的连接部49。该连接部49的形状、尺寸可根据具体需要进行设计，例如其与轴承端盖的外形、尺寸大致一致。以下介绍根据本发明的轴承预紧装置100的工作原理。当转动施力件6向封闭端31移动时，则施力件6会通过间隔件5作用在弹性件9上，使其长度缩短、弹力增加。由此，弹性件9会通过挤压件10作用于摩擦片单元36，促使得第一摩擦片12和第二摩擦片11的之间的摩擦力增加，从而增加第一摩擦片12和第二摩擦片11的之间的第一摩擦力矩，即反支撑扭矩。当外力作用于促动件I转动时，在促动件I与芯轴13之间也会产生摩擦力，从而在促动件I与芯轴13之间产生第二摩擦力矩。其中，当第二摩擦力矩不大于第一摩擦力矩时，第一摩擦力矩会阻碍芯轴转动，使得促动件I可以在芯轴13内轴向发生移动。移动的促动件I会通过顶压机构50作用于待预紧的轴承101的内圈或外圈，从而对待预紧的轴承101产生预紧的效果。当第二摩擦力矩大于第一摩擦力矩时，芯轴13可以带动第二摩擦片11相对于第一摩擦片12转动，则芯轴13可以跟随促动件I同步转动，从而使芯轴13中的促动件I无法发生轴向移动。容易理解，第二摩擦力矩主要为促动件I和芯轴13之间的内外螺纹的摩擦力矩，该螺纹摩擦力矩与作用在螺纹上的正压力相关联，而正压力又与预紧轴承101时的轴向预紧力相关联。因此，通过控制第一摩擦力矩可以有效地控制预紧力的大小。根据本发明的轴承预紧装置100在具体操作中是:A步骤，计算出待预紧的轴承101的预紧力。B步骤，拆除定位件8，打开盖板7，通过旋转施力件6调整第一摩擦力矩大小，即调整轴承预紧装置100能够允许的最大预紧力，待调整后，依次安装盖板7和定位件8。C步骤，在待预紧的轴承101外侧(图3左侧)安装顶压机构50，之后再将壳体4的连接部49与主机体102相连。D步骤，通过使用扳手或其他工具旋转促动件1，起初，促动件I会在芯轴13轴向发生移动，预紧待预紧的轴承101，当达到允许的最大预紧力时，芯轴13与促动件I会同步转动，使促动件I的轴向位置不变。E步骤，拆除壳体4的连接部49与主机体102的连接，取出顶压机构50，整个预紧轴承101的步骤完成。根据本发明的轴承预紧装置100的结构简单、操作方便、加工容易，适用性广泛，便于推广使用，可以有效地、准确地保证了预紧轴承的预紧力，不会出现轴承承载不足、卡死，甚至烧毁等情况。虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
权利要求
1.一种轴承预紧装置，包括: 壳体，包括封闭端、敞开端以及形成在两端之间的圆柱形中空腔，在所述敞开端设有盖板， 设置在所述中空腔内并且两端分别穿过所述封闭端和盖板的芯轴，包括整体式径向形成在所述芯轴上的限定部，以及贯穿过所述芯轴并通过螺纹与所述芯轴配合在一起的促动件， 摩擦片单元，包括交替设置且彼此贴合的环形的第一摩擦片和环形的第二摩擦片，所述第一摩擦片设置成通过外缘与壳体的内壁保持接合，所述第二摩擦片设置成通过内缘与所述限定部的外周保持接合， 设置在所述中空腔内并处于所述壳体和所述芯轴之间的施力机构，所述施力机构用于对所述摩擦片单元施加力，以使所述第一摩擦片和第二摩擦片之间产生第一摩擦力矩， 其中，当在所述促动件上施加促动力，并且产生于所述促动件和所述芯轴之间的第二摩擦力矩不大于第一摩擦力矩时，所述芯轴不旋转，并且所述促动件能在所述芯轴内轴向运动，从而对待预紧的轴承产生作用；而当第二摩擦力矩大于第一摩擦力矩时，所述第一摩擦片能相对于所述第二摩擦片旋转，导致所述芯轴连同所述促动件一起旋转，从而使得所述促动件保持其轴向位置不变。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体内壁上设有第一内花键，其用于与设置在所述第一摩擦片外缘上的第一外花键相配合，使得所述第一摩擦片可以沿着轴向滑动。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述限定部的外周上设有第二外花键，其用于与设置在所述第二摩擦片内缘上的第二内花键相配合，使得所述第二摩擦片可以沿着轴向滑动。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述封闭端的内壁上设有环形的凹槽，在凹槽内设有多个滚珠，所述滚珠与所述芯轴的限位部接触，用于限制所述芯轴朝向所述封闭端移动。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述施力机构包括用于挤压所述摩擦片单元的挤压件、用于调节压力的施力件，以及依次设置在所述挤压件和所述施力件之间的弹性件和间隔件。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述挤压件的一端设有用于挤压所述摩擦片单元的推动台，而另一端设有用于容纳所述弹性件的容纳槽。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述施力件与所述壳体的内壁通过螺纹连接。
8.根据权利要求5到I中任一项所述的装置，其特征在于，所述间隔件的外圆周面上设有沿着径向向外延伸的定位销，而在所述壳体的内壁上设有沿着轴向分布的并与所述定位销相匹配的定位槽。
9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体的敞开端还设有用于定位所述盖板的定位件。
10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，还包括设于所述促动件的末端处的顶压机构，其包括用于作用在待预紧的轴承的外圈或内圈上的定距环，以及推动所述定距环的推环板。
全文摘要
本发明涉及一种轴承预紧装置，其包括壳体、设置在壳体中空腔内的芯轴、控制芯轴转动的摩擦片单元，以及对摩擦片单元施加力的施力机构。通过施力机构调整摩擦片单元中的第一和第二摩擦片之间的第一摩擦力矩大小来控制芯轴的转动，从而实现对预紧轴承的预紧力的控制。
文档编号F16C41/00GK103206462SQ201310128670
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者廖仁繁 申请人:株洲高精传动技术有限公司