一种掘进机主轴承装配方法及装配工装与流程

1.本发明涉及掘进机主轴承装配技术领域，具体涉及一种掘进机主轴承装配方法及装配工装。


背景技术：

2.掘进机是一种用于隧道掘进的工程机械，它集合机械、电气、液压、传感及信息技术等系统为一体，可进行长距离、高深度、大直径隧道的掘进工作，并能适应恶劣的工作环境，自动化和智能化程度高。随着国民经济的迅速发展，很多中心城市在不断向外扩张且完善地下交通系统，同时还有一些新兴城市正在开发地下空间来修建地铁隧道，因此，对于掘进机的需求仍在不断增加。
3.掘进机在进行隧道掘进时，主轴承具有十分重要的作用，不仅要承受刀盘所受的极大轴向力、径向力和倾覆力矩，还要传递刀盘旋转所需的回转力矩。掘进机主轴承主要由一个外圈、两个内圈、三排滚动体和保持架组成，以外圈为例，尺寸较大的一排滚动体主要承受轴向力和倾覆力矩，中间一排滚动体承受径向力，剩下一排滚动体需承受倾覆力矩。其中主轴承保持架作为主轴承的关键部件，其主要功能是使滚动体之间保持适当的间隔。此外，在掘进机主轴承中，保持架不仅与滚动体接触，还与内外套圈引导挡边存在接触，保持架的接触状况对主轴承的运行性能也至关重要。
4.掘进机主轴承对装配精度的要求很高，保持架也需保证其安装位置合适，以免其铜块或主体钢结构与内圈和外圈发生磕碰，影响表面粗糙度或变形而导致掘进机主轴承无法正常运转。现有的保持架安装方法多针对于小型轴承的保持架，且采用了自动化装置，目前针对掘进机主轴承保持架这种大型保持架的安装方法尚没有。
5.综上所述，急需一种掘进机主轴承装配方法及装配工装以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明目的在于提供一种掘进机主轴承装配方法，旨在避免保持架与内圈和外圈发生磕碰，满足掘进机主轴承的高精度装配要求，填补掘进机主轴承大型保持架安装方法的空白，具体技术方案如下：
7.一种掘进机主轴承装配方法，包括以下步骤：
8.步骤s1：水平放置第一内圈，且第一内圈的第二主推滚道面朝上；
9.步骤s2：在第二主推滚道面上平稳放置主推保持架，且在主推保持架的兜孔内安装主推滚子；
10.步骤s3：安装外圈，外圈的第一主推滚动面与第二主推滚道面之间形成用于容纳主推保持架和主推滚子的主推滚道，且调整外圈位置使得第一内圈和外圈之间留出径向滚道；
11.步骤s4：在径向保持架的兜孔内安装好径向滚子，使用安装护罩包裹住径向保持
架和径向滚子的同一侧，实现径向保持架和径向滚子之间进行定位，且将手提环的端部穿过安装护罩上的通孔后连接径向保持架上的螺纹孔；
12.步骤s5：通过手提环将步骤s4处理后的径向保持架和径向滚子提起后放入径向滚道，利用安装护罩的宽度大于径向滚道的宽度实现安装护罩被顶起，拆下安装护罩和手提环，完成将径向保持架和径向滚子装入径向滚道；
13.步骤s6：在外圈的第一辅推滚道面上平稳放置辅推保持架，在辅推保持架的兜孔内安装辅推滚子；
14.步骤s7：安装第二内圈，第二内圈的第二辅推滚道面与第一辅推滚道面之间形成用于容纳辅推保持架和辅推滚子的辅推滚道；
15.步骤s8：紧固，完成主轴承的装配。
16.以上技术方案中优选的，所述步骤s2中，通过安装机械手勾住主推保持架实现对主推保持架进行搬运，从而将主推保持架平稳放置于第二主推滚道面上。
17.以上技术方案中优选的，所述步骤s3中，在外圈的第一径向滚道面和第一内圈的第二径向滚道面之间沿着周向均布多个径向滚子，采用撬棒调整外圈的位置实现留出径向滚道。
18.以上技术方案中优选的，所述步骤s2中还包括将主推保持架调整至贴紧第一内圈的第二主推挡边。
19.以上技术方案中优选的，所述步骤s6中还包括将辅推保持架调整至贴紧外圈的第一辅推挡边。
20.以上技术方案中优选的，所述外圈、第一内圈和第二内圈三者为同轴线设置。
21.本发明还提供了一种所述掘进机主轴承装配方法采用的装配工装，包括用于对径向滚子和径向保持架间进行限位的第一工装，所述第一工装包括安装护罩和手提环，所述安装护罩上设有安装腔，所述安装腔的上腔体的宽度大于安装腔的下腔体的宽度，所述上腔体用于安装径向滚子，所述下腔体用于安装径向保持架，所述安装护罩的底部设有连通下腔体的通孔，所述手提环的端部穿过通孔后实现与径向保持架连接。
22.以上技术方案中优选的，所述安装护罩的宽度大于主轴承径向滚道的宽度；所述安装护罩采用柔性材质。
23.以上技术方案中优选的，所述装配工装还包括用于搬运主推保持架的安装机械手，所述安装机械手包括把手、连接杆和手指部，所述连接杆分别连接把手和手指部，所述连接杆与手指部之间形成钩子形状。
24.以上技术方案中优选的，所述安装机械手采用耐磨材料。
25.应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
26.本发明采用安装护罩可以对径向滚子和径向保持架之间进行限位，由于所述安装护罩的宽度大于主轴承径向滚道的宽度，则安装护罩与外圈和第一内圈挤压导致会发生变形，实现安装护罩与径向滚子、径向保持架分离(即安装护罩不能落入径向滚道中而与径向滚子、径向保持架分离)；将手提环从径向保持架上拧下后就可以实现将安装护罩和手提环一起拆下，从而实现径向滚子和径向保持架顺利的装入径向滚道中，解决了装配时径向滚子在径向保持架上容易发生倾斜或掉落的问题，降低了装配时需要的人力成本，提升了装配效率，满足高精度的装配需求。主推保持架安装时采用安装机械手，工作人员不需下蹲也
可搬运主推保持架，且避免了手指被磕碰或夹伤的危险。
27.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1是主轴承的整体结构示意图；
30.图2是外圈的结构示意图；
31.图3是第一内圈的结构示意图；
32.图4是第二内圈的结构示意图；
33.图5是径向保持架的结构示意图；
34.图6是安装护罩的截面图；
35.图7是安装护罩和手提环安装径向滚子和径向保持架的示意图；
36.图8是安装机械手安装主推保持架的示意图；
37.图9是安装机械手的结构示意图；
38.其中，1、外圈，1a、第一主推挡边，1b、第一主推滚道面，1c、第一径向滚道面，1d、第一辅推滚道面，1e、第一辅推挡边，2、第一内圈，2a、第二主推滚道面，2b、第二主推挡边，2c、第一径向挡边，2d、第二径向滚道面，3、第二内圈，3a、第二辅推滚道面，3b、第二辅推挡边，3c、第二径向挡边，4、主推滚子，5、辅推滚子，6、径向滚子，7、主推保持架，7a、支腿，8、辅推保持架，9、径向保持架，9a、螺纹孔，10、安装护罩，10a、第一贴合面，10b、第二贴合面，10c、第三贴合面，10d、第四贴合面，10e、通孔，11、手提环，12、安装机械手，12a、把手，12b、连接杆，12c、手指部。
具体实施方式
39.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
41.实施例1：
42.本实施例提供了一种掘进机主轴承装配方法及装配工装，参见图1，掘进机主轴承为三排圆柱滚子轴承，其包括外圈1、第一内圈2、第二内圈3、主推滚子4、辅推滚子5、径向滚子6、主推保持架7、辅推保持架8和径向保持架9，掘进机主轴承的具体结构关系请参见现有技术，本实施例的装配工装和装配方法主要目的是实现掘进机主轴承高精度装配、降低装配难度。
43.参见图6-图9，本实施例中装配工装包括用于对径向滚子6和径向保持架9间进行限位的第一工装，所述第一工装包括安装护罩10和手提环11，所述安装护罩10上设有安装
腔，所述安装腔的上腔体的宽度大于安装腔的下腔体的宽度，所述上腔体用于安装径向滚子6，所述下腔体用于安装径向保持架9，所述安装护罩的底部设有连通下腔体的通孔10e，所述手提环11的端部穿过通孔后实现与径向保持架9连接。
44.参见图6和图7，所述上腔体和下腔体共用第四贴合面10d，所述径向滚子6长度方向的两端分别与第四贴合面10d、第一贴合面10a相接触，通过上腔体的第一贴合面10a和第四贴合面10d对径向滚子进行限位。所述径向保持架9设置于下腔体内部，且径向保持架9分别与下腔体的第二贴合面10b、第三贴合面10c和第四贴合面10d相接触，其中第二贴合面10b、第三贴合面10c和第四贴合面10d形成u型结构，径向保持架嵌入该u型结构中，所述第二贴合面10b、第四贴合面10d实现对径向保持架9的两侧进行限位。因此，通过安装护罩可以实现对径向滚子和径向保持架进行预装配。
45.优选的，所述手提环11的端部设有外螺纹，手提环11插入通孔10e后可以与径向保持架9上的螺纹孔9a连接。
46.进一步优选的，所述安装护罩10的宽度大于主轴承径向滚道的宽度，所述安装护罩10采用柔性材质，本实施例中优选为尼龙66。
47.将径向滚子和径向保持架安装至安装腔中后，安装护罩可以对径向滚子和径向保持架之间进行限位，防止径向滚子与径向保持架之间发生相对运动，即防止径向滚子发生倾斜或掉落，从而影响径向滚子和径向保持架顺利装入径向滚道中。柔性材质的安装护罩可以发生形变，因此当径向滚子和径向保持架放入径向滚道后，由于所述安装护罩10的宽度大于主轴承径向滚道的宽度，则安装护罩与外圈和第一内圈挤压导致会发生变形，实现安装护罩与径向滚子、径向保持架分离(即安装护罩不能落入径向滚道中而与径向滚子、径向保持架分离)；将手提环从径向保持架上拧下后就可以实现将安装护罩和手提环一起拆下，从而实现径向滚子和径向保持架顺利的装入径向滚道中，解决了装配时径向滚子在径向保持架上容易发生倾斜或掉落的问题。
48.参见图8-图9，所述装配工装还包括用于搬运主推保持架7的安装机械手12，所述安装机械手12包括把手12a、连接杆12b和手指部12c，所述连接杆12b分别连接把手12a和手指部12c，所述连接杆12b与手指部12c之间形成钩子形状。
49.优选的，所述安装机械手12采用耐磨材料，本实施例中优选为高分子聚合物耐磨材料。安装机械手的作用是用于搬运主推保持架7，连接杆的长度可以根据实际情况选择，通过安装机械手来搬运主推保持架7，可以解决人工直接搬运主推保持架7需要下蹲，以及装配主推保持架在放置时容易手指被磕碰或夹伤的问题。
50.参见图1-图5，采用本实施例中的装配工装装配掘进机主轴承的方法，包括以下步骤：
51.步骤s1：水平放置第一内圈2，且第一内圈2的第二主推滚道面2a朝上；
52.步骤s2：在第二主推滚道面2a上平稳放置主推保持架7，且在主推保持架7的兜孔内安装主推滚子4；
53.具体地，所述步骤s2中，通过安装机械手12勾住主推保持架7实现对主推保持架7进行搬运，从而将主推保持架7平稳放置于第二主推滚道面2a上，主推保持架7通过支腿7a与第二主推滚道面接触。同时，将主推保持架7调整至贴紧第一内圈2的第二主推挡边2b，这是为了防止主推保持架7与后续安装的外圈发生干涉，造成主轴承的损坏；实际安装中，主
推保持架7与外圈1的第一主推挡边1a之间只有大约2mm的间隙，因此需要在安装外圈之前将主推保持架调整到合适位置。
54.步骤s3：安装外圈1，外圈1的第一主推滚动面1b与第二主推滚道面2a之间形成用于容纳主推保持架7和主推滚子4的主推滚道，且调整外圈1位置使得第一内圈2和外圈1之间留出径向滚道；
55.所述步骤s3中调整外圈的方式是：在外圈1的第一径向滚道面1c和第一内圈2的第二径向滚道面2d之间沿着周向均布多个径向滚子，采用撬棒调整外圈1的位置实现留出径向滚道。
56.至此，已经完成主推滚子4和主推保持架7的安装，其中主推滚子4与第一主推滚道面1b、第二主推滚道面2a滚动接触，主推保持架7与第一主推挡边1a、第二主推挡边2b滑动接触。
57.步骤s4：在径向保持架9的兜孔内安装好径向滚子6，使用安装护罩10包裹住径向保持架9和径向滚子6的同一侧，实现径向保持架9和径向滚子6之间进行定位，且将手提环11的端部穿过安装护罩10上的通孔后连接径向保持架9上的螺纹孔9a；
58.步骤s5：通过手提环11将步骤s4处理后的径向保持架9和径向滚子6提起后放入径向滚道，利用安装护罩10的宽度大于径向滚道的宽度实现安装护罩10被顶起，拆下安装护罩10和手提环11，完成将径向保持架9和径向滚子6装入径向滚道；
59.至此，已经完成径向滚子和径向保持架的安装，其中径向滚子与第一径向滚道面1c、第二径向滚道面2d滚动接触，径向保持架与第一径向滚道面1c、第一内圈2上的第一径向挡边2c、第二内圈3上的第二径向挡边3c滑动接触。
60.步骤s6：在外圈1的第一辅推滚道面1d上平稳放置辅推保持架8(辅推保持架同样通过支腿放置于第一辅推滚道面上)，在辅推保持架8的兜孔内安装辅推滚子5；同时，将辅推保持架8调整至贴紧外圈1的第一辅推挡边1e，防止辅推保持架8与第二内圈3上的第二辅推挡边3b产生干涉，造成主轴承损坏；在实际安装过程中，辅推保持架8与第二内圈的第二辅推挡边3b之间仅有大约2mm的间隙，因此在安装第二内圈之前需要将辅推保持架调整至合适位置，以防止干涉。
61.步骤s7：安装第二内圈3，第二内圈3的第二辅推滚道面3a与第一辅推滚道面1d之间形成用于容纳辅推保持架8和辅推滚子5的辅推滚道；
62.至此，已经完成辅推滚子和辅推保持架的安装，其中辅推滚子5与第一辅推滚道面1d、第二辅推滚道面3a之间滚动接触，辅推保持架与第一辅推挡边1e、第二辅推挡边3b滑动接触。
63.步骤s8：紧固，完成主轴承的装配。
64.优选的，装配过程中，需要保证所述外圈1、第一内圈2和第二内圈3三者为同轴线设置。
65.本实施例的装配工装及方法解决了径向滚子和径向保持架安装时，径向滚子容易发生倾斜、下落的问题，降低了装配所需的人力成本，大大提高了装配效率，满足高精度的装配需求；有效地避免了保持架与外圈、第一内圈或第二内圈发生磕碰，导致主轴承损伤的情况。
66.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。