专利名称：用于将轴承轴向地定位在轴颈上的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将轴承轴向定位在轴颈上的方法。特别地，本发明涉及将可联接轴承组轴向定位并且固定在延伸通过外壳的一部分的轴颈上，可以设定轴在其外壳中的轴向游隙。
背景技术：
在轴承组中，两个单列角接触轴承可以串联地彼此重叠或者呈0形配置或X形配置，这取决于通过轴承的滚珠至相关轴承的中心轴线的接触线对于两个轴承是一样的(串联)、是发散的(0或〈> 形配置)还是收敛的(X或X形配置)。在X形和0形两种配置中，轴向负荷可以在双向上承受，但是在每个方向上仅仅由一个轴承承受。
这样的可联接的轴承组允许轴在组装之后在轴向距离(即，组装之后的轴承组中的轴向游隙)上移动，并且该轴向距离等于轴在其外壳中的最大游隙和最小游隙之间的差值。这样的轴承例如用于螺杆式压缩机元件中，所述螺杆式压缩机元件具有两个相配合的转子，即，凸转子和凹转子，每个转子具有在轴上的螺旋主体，所述螺旋主体由压缩机元件的外壳中的轴承支撑。每个转子分别在出口侧和入口侧用它的轴颈轴承安装在外壳的端壁中，由此在出口侧的凸转子轴或凹转子轴由例如为呈X形配置的角接触轴承的联接轴承组支撑。用于正确地设定转子的旋转主体和外壳的端壁之间的游隙的传统方法包括将轴承组的外座圈压靠在外壳中的肩部上，并且将内座圈压靠在间隔环上，所述间隔环抵靠轴自身的肩部安装。间隔环/中间环的厚度由两个肩部之间的轴向距离确定。在将转子的旋转主体和外壳的端壁之间的轴向游隙设定为零时，换句话说在将转子主体在轴向方向上压靠在外壳上时，测量该轴向距离。操作者为中间环选择最合适的厚度并且安装中间环和轴承组。然后将两个轴承的内座圈和间隔环夹紧在轴的所述肩部和圆盘之间,所述圆盘借助于在轴的端部中的螺栓被上紧。现在去除凸转子上的压力并且由具有密封件的盖夹紧外座圈，所述密封件用螺栓紧固到外壳，并且将两个轴承的外座圈夹紧在外壳的肩部和所述的盖之间。在组装之后，轴仍然可以在轴向距离上移动。组装之后在轴承组中的该轴向距离或轴向游隙由下列产生在组装之前存在轴承组中的轴向游隙；该未组装游隙由在内座圈之下的轴的直径和精整公差的影响减小；该未组装游隙由在外座圈的水平的外壳的直径和精整公差的影响减小。旋转转子主体和外壳的端壁之间的最后产生的最大和最小轴向游隙由下列确定间隔环的厚度的选择；
组装在轴承组中之后的轴向游隙。最小轴向游隙必须总是大于组装在轴承组中之后的轴向游隙，以便当旋转时防止转子主体与外壳的端壁接触，这将导致非期望的摩擦并且可能导致压缩机元件的损坏。该传统方法的缺点在于游隙的变化很大，并且对于最后产生的游隙的调节，该游隙取决于两个重要因素，即当为间隔环选择“最合适的”厚度时它常常必须被舍入(rounded off)，其中该舍入取决于安装压缩机元件的操作者，并且 组装在轴承组中之后的轴向游隙取决于协作部件(例如轴承座圈、轴和外壳)的直径和精整公差
发明内容
本发明旨在通过提供一种能够再现地调节轴向游隙的方法而提供一个或多个所述和/或其它缺点的解决方案。为此本发明提供了一种用于将轴承轴向定位在转子的轴颈上的方法，所述转子在其外壳中的轴向游隙由间隔环设定，其特征在于，所述方法包括以下步骤通过用力在所述轴端部的方向上保持转子主体压紧将所述转子在所述外壳中在轴向方向上的游隙设定为零；将间隔环和第一轴承一起用干涉配合附着到所述轴颈，使得所述第一轴承的外座圈压入所述外壳中的座部中，该外座圈相对于同一轴承的内座圈在取决于期望轴向游隙的距离上轴向地移动；将第二轴承压在所述轴颈上和所述座部中，使得该第二轴承的内座圈抵靠所述第一轴承的内座圈，而不移动所述第一轴承和所述间隔环并且由此在所述两个轴承的外座圈之间留下间隙；将所述轴承的内座圈轴向地锁定到所述轴颈上；去除所述力并且将所述轴承的外座圈轴向地锁定到所述外壳中。根据本发明的方法的优点在于轴的游隙可以精确地设定并且不再取决于如传统方法中使用的松散的间隔环的选定厚度。为了夹紧轴承的内座圈，优选地使用螺母，所述螺母在设在所述轴颈的外螺纹上拧紧在所述第二轴承的内座圈上。为了将所述外座圈夹紧在所述外壳的止挡部上，优选地使用盖，所述盖抵靠所述第二轴承的外座圈被拧紧在所述外壳的座部中。优选地，由第一施力件的接触表面上的台阶差确定所述轴向游隙。优选地，朝着所述转子主体的所述间隔环的侧在轴向方向上是自由的，这意味着该间隔环的所述侧不抵靠止挡部或挡圈，但是它在轴向上不抵靠任何物体。优选地，朝着所述转子主体的所述间隔环的侧与所述转子主体或所述轴上的肩部一起限定凹槽，润滑剂可以沿着所述凹槽供应给所述轴承。在优选实施例中，所述台阶型施力件具有与所述第一滚珠轴承的最内座圈的接触点和与所述第一滚珠轴承的最外座圈的接触点之间的深度差，所述深度差取决于所述轴在所述外壳中的期望设定游隙，并且非台阶型施力件与所述第二滚珠轴承的最内座圈的接触点和与所述第二滚珠轴承的最外座圈的接触点之间不具有任何深度差。所述间隔环必须足够牢固地夹紧到所述轴，从而在为了安装所述第二滚珠轴承而施加的压紧力的影响下而不移动。根据本发明，在已组装状态下并且为了获得最小化轴上的元件的能耗的最佳值而设定所述游隙，轴上的元件可以是压缩机元件的螺旋主体，但是也可以是轴的任何其它应用，其中轴向游隙由轴承组确定，所述轴承组可以是呈X形配置布置的相联接的角接触轴承。
当然根据本发明的用于将轴承轴向定位在轴颈上的该方法可以用于旋转轴的许多应用，在压缩机元件中的应用仅仅是例子。
为了更好地证明本发明的特征，下面参考附图作为例子而不是在任何限制意义上描述根据本发明的优选实施例，其中图I示意性地显示了根据现有技术的螺杆式压缩机元件的横截面；图2更详细地显示了图I中表示为F2的部分；图3在转子在其外壳中的最小轴向游隙(SI)的状态下显示了图2 ；图4在转子在其外壳中的最大轴向游隙(S2)的状态下显示了图2 ；图5显示了根据本发明的方法的第一组装步骤；图6显示了根据本发明的方法的第二组装步骤；图7显示了如图2中的横截面，但是已使用根据本发明的方法组装并且处于轴在外壳中的最大轴向游隙(S2)的状态；图8显示了如图7中的横截面，但是处于轴在外壳中的最小轴向游隙(SI)的状态。
具体实施例方式图I表示包括外壳2的螺杆式压缩机元件I的横截面，在所述外壳中凸转子3和相配合的凹转子4由轴承支撑。外壳2包括围绕转子3和4的壳体5、在高压力侧的端壁6和在低压力侧的端壁7，它们一起封闭壳体5。在凸转子3的端部有在入口轴上的轴颈8和在出口轴上的轴颈9，所述轴颈分别由端壁7和6中的轴承支撑。外轴承10和11都是角接触轴承并且一起形成联接轴承组12。图2更详细地显示了外壳2中的轴颈9的轴承。轴承组12具有安装在外壳2中的固定外座圈13a、13b和随着轴颈9旋转的内座圈14a、14b。旋转内座圈14a、14b在压缩侧14a由间隔环15邻接并且在外侧14b由圆盘16邻接,所述圆盘通过螺栓17紧固到轴颈9。固定外座圈13a、13b在压缩侧13a由外壳2中的肩部18邻接，并且在外侧13b由盖19邻接，所述盖用螺栓20紧固到外壳2，并且也被密封21。图3在轴颈9具有最小游隙SI的状态下呈现了图2中的轴承组12，转子主体靠近外壳2定位。这意味着轴承11的滚子与内和外座圈接触。图4在轴颈9具有最大游隙S2的状态下呈现了图2中的轴承组12，转子主体远离外壳2定位。这意味着轴承10的滚子与内和外座圈接触。
图5显示了根据本发明的轴承组12的第一组装步骤，用间隔环23和具有台阶差的施力件22围绕轴颈9压紧所述轴承组，第一出口轴承10用其最内旋转座圈14a抵靠在所述间隔环10上。这时通过将转子主体压靠在端壁6上将转子和其外壳2之间的游隙设定为零。图6显示了根据本发明的轴承组12的第二组装步骤，第二出口轴承11由不具有台阶差的第二施力件24压靠在第一出口轴承10上,之后第二出口轴承11抵靠在第一轴承10上，它的最内座圈14b在第一轴承10的最内座圈14a上。图7显示了根据本发明的轴承组的第三组装步骤，已去除第二施力件24，并且其中使用为了该目的设在轴颈9的端部上的外螺纹将螺母25拧接在轴颈9上，并且这处于最大轴向游隙S2的状态，并且由此在相同状态下也用螺栓20固定盖19。图8显示了图7，但是现在处于最小轴向游隙SI的状态。根据本发明的用于将轴承轴向定位在轴颈上的方法很简单并且如下所示。 该方法不同于传统方法，原因在于独立的、松散的间隔环15由更宽的压紧间隔环23代替，并且原因在于优选地具有螺栓17的圆盘16由螺母25代替，所述螺母拧接在现在具有外螺纹的轴颈9上，使得施加于轴承座圈和间隔环的力被限制，由此防止这些座圈的运动。然而，仍然能够使用具有螺栓17的传统圆盘16，只要所施加的力保持受到限制。与传统方法的第二区别在于台阶型施力件22用于组装，使得可以精确地调节轴的轴向游隙，如下所述。首先，通过保持转子主体压靠在外壳2上将轴的游隙设定为零。在第一组装步骤中，围绕轴压紧间隔环23以及第一滚珠轴承11。在这里使用的施力件22在与滚珠轴承10的接触表面上是台阶型的并且在其与第一滚珠轴承10的最外座圈13a的接触点上稍长，使得一定的游隙在滚珠轴承10的内座圈14a和滚珠之间产生，这意味着轴颈9可以在该距离上轴向地移动。在第二组装步骤中，用第二施力件24将第二滚珠轴承11小心地推压在第一滚珠轴承10上，所述第二施力件这时不是台阶型的，而是完全平坦的，使得第二滚珠轴承11和第一滚珠轴承10的内座圈14a、14b彼此压靠，但是在第二滚珠轴承10和11的外座圈13a、13b之间保留间隙。将间隔环23选择成使得它在安装滚珠轴承11所需的力的影响下而不移动。在第三组装步骤中用螺母25轴向地固定两个滚珠轴承10、11的内座圈14a、14b。这样的螺母25的使用需要比传统方法的圆盘16和螺栓17小得多的扭矩，使得防止间隔环23的运动。如果扭矩是有限的，也仍然能够用具有螺栓17的传统圆盘16固定内座圈。在第四组装步骤中，去除凸转子3上的力。然后也用螺栓20安装盖19以锁定两个滚珠轴承10、11的固定外座圈13a、13b。最初存在于滚珠轴承10的座圈和滚珠之间的游隙现在导致转子3在其外壳中的游隙S2。该方法的优点在于由第一施力件22中的台阶差设定游隙S2。该施力件22与间隔环23或轴承10、11的宽度无关。操作者因此不再必须选择间隔环15并且不再必须舍入。由于精整公差引起的间隔环23的宽度的变化由为了该目的设在轴颈9的整个圆周上的凹槽26吸收，所述凹槽的公差足够大。也在已组装状态下调节游隙S2。
在传统方法中，当还未安装轴承时选择间隔环15的厚度，使得在轴承座圈13、14的水平的轴颈9和外壳的直径仍然对最后产生的游隙S2具有影响。使用根据本发明的新方法这不再成问题。该新方法的益处在于可以更精确地调节游隙S2，使得游隙的变化更小。这导致与游隙S2直接相关的压缩机元件I的性能的更小变化。使用该新方法能够将游隙S2设定为最佳值，压缩机元件I的能耗最小。本发明决不以任何方式被限制到作为例子描述并且在 图中显示的方法，而是根据本发明的方法可以以许多不同的方式实现而不脱离本发明的范围。
权利要求
1.一种用于将轴承(10、11)轴向定位在转子(3)的轴颈(9)上的方法，所述转子(3)在其外壳(2)中的轴向游隙由间隔环(23)调节，其特征在于，所述方法包括以下步骤 使用一作用力使转子主体朝着所述轴端部(9)的方向保持受压而将所述转子(3)在所述外壳(2)中沿着轴向方向的游隙设定为零； 使用干涉配合将间隔环(23)和第一轴承(10) —起固定到所述轴颈(9)，使得所述第一轴承(10)的外座圈(13a)压入所述外壳(2)中的座部中，所述外座圈(13a)相对于所述第一轴承(10)的内座圈(14a)在依赖于所期望轴向游隙(S2)的距离上轴向地移动； 将第二轴承(11)压在所述轴颈(9)上和所述座部中，使得所述第二轴承(11)的内座圈(14b)抵靠所述第一轴承(10)的内座圈(14a)，而不移动所述第一轴承(10)和所述间隔环(23)，并且在所述第一和第二轴承(10，11)的外座圈(13a、13b)之间留有间隙； 将所述第一和第二轴承(10，11)的内座圈(14a，14b)轴向地锁定到所述轴颈(9)上； 移除所述作用力，并且将所述第一和第二轴承(10、11)的外座圈(13a、13b)轴向地锁定到所述外壳(2)中。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，使用螺母(25)来夹紧所述第一和第二轴承(10，11)的内座圈(14a，14b )，所述螺母抵靠着所述第二轴承的内座圈(14b )地拧紧在设置在所述轴端部(9)的外螺纹上。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，使用盖(19)将第一和第二轴承的所述外座圈(13a, 13b)抵靠着在所述外壳(2)的止挡部(18)固定,所述盖被抵靠着所述第二角接触轴承(11)的外座圈(13b)地拧紧在所述外壳的座部中。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，由第一施力件(22)的接触表面上的台阶差确定所述轴向游隙(S2)。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述间隔环(23)中的偏向所述转子主体的侧面在轴向方向上是自由的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述间隔环(23)中的偏向所述转子主体的侧面与所述转子主体或所述轴的肩部限定凹槽(26)，润滑剂能够沿着所述凹槽供应给所述第一和第二轴承(10、11)。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，无台阶型施力件(24)在与所述第二滚珠轴承(11)的最内座圈(14b)的接触点和与所述第二滚珠轴承的最外座圈(13b)的接触点之间没有深度差。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，用于安装所述第二轴承(11)而施加的作用力小于在所述轴颈(9)上移动所述间隔环(23)和所述第一轴承(10)的内座圈(14a)所需的作用力。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在已组装状态下设定所述游隙S2。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将所述轴向游隙S2设定为最佳值，压缩机兀件(I)的能耗最小。
11.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述转子(3)是螺杆式压缩机元件(I)的转子。
12.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，联接的所述第一和第二轴承(10、11)是角接触轴承。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，联接的所述角接触轴承成X形构造。
14.一种带有转子(3)的设备，所述转子包括转子主体和转子轴，所述转子轴具有由相联接的轴承(10、11)的组(12)支撑在外壳(2)中的轴颈(9)，所述轴承具有内座圈(14a、14b)和外座圈(13a、13b)以及其间的滚子元件，所述外座圈(13a、13b)夹紧到所述外壳中的座部，并且所述内座圈(14a、14b)在间隔环(23)和所述转子轴上的夹紧装置之间夹紧到所述转子轴， 其特征在于，所述间隔环(23)通过干涉配合固定到所述转子轴，并且所述间隔环(23)中的偏向所述转子主体的侧面在轴向方向上是自由的。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一和第二轴承(10、11)是角接触轴承。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其特征在于，所述夹紧装置由螺母(25)形成，所述螺母拧紧在所述轴颈(9)的外螺纹上。
全文摘要
一种用于将轴承(10，11)轴向定位在转子(3)的轴颈(9)上的方法，通过用干涉配合固定间隔环和两个轴承，使得外座圈相对于所述轴承(10)的内座圈在取决于期望轴向游隙(S2)的距离上轴向地移动，从而调节所述转子(3)在其外壳(2)中的轴向游隙。
文档编号F04C18/16GK102713157SQ201080052875
公开日2012年10月3日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年10月8日
发明者B·贝纳尔茨, S·K·范内斯特 申请人:阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司