一种高转速转轴同轴安装结构及其安装方法与流程

1.本发明涉及一种转轴的同轴安装结构及其安装方法，特别是一种高转速转轴同轴安装结构及其安装方法，属于高转速零部件加工技术领域。


背景技术：

2.高转速的零部件两侧的轴承同轴度公差等级一般要求在it4或者更高。传统的做法是采用机加工的方式将传动轴两侧的轴承座进行整体机加工，即通过同一台加工设备以同一次操作同时完成对传动轴两侧的轴承座的加工，从而消除设备多次加工带来的随机误差，通过机床的加工精度来满足轴承座的同轴度要求。但是有些传动轴两侧的轴承间距较大，要在同一台设备上一次进行两侧轴承座的加工对设备的体积和加工精度的要求极高，整体机加工的难度和成本都很高。此外，即便轴承座的加工精度很高，但是在传动轴安装到轴承座时会不可避免地带入装配误差，装配前即使进行机加工还是没法保证同轴度的要求。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种高转速转轴同轴安装结构及其安装方法，实现大长度传动轴的同轴度安装且解决了现有技术装配误差的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高转速转轴同轴安装结构，其特征在于：包含传动轴、从动端轴承座、主动端轴承球座、主动端轴承座、第一轴承和第二轴承，第一轴承套设在传动轴一端，第二轴承套设在传动轴另一端，第一轴承安装在从动端轴承座上，第二轴承安装在主动端轴承球座上，主动端轴承球座外侧为球面结构，主动端轴承座套设在主动端轴承球座的外侧且能够沿着主动端轴承球座外侧球面沿任意方向旋转。
5.进一步地，所述主动端轴承座的内孔的直径与主动端轴承球座的球面直径匹配，主动端轴承座的内孔一端设置有与主动端轴承球座的球面形状匹配的向内孔的中心收缩的球形收缩面，主动端轴承球座由主动端轴承座的内孔的另一端插入主动端轴承座的内孔中并且主动端轴承球座的外侧球面与主动端轴承座内孔一端的球形收缩面滑动连接。
6.进一步地，所述球形收缩面内开有若干条凹槽，若干条凹槽沿着主动端轴承座的轴线方向依次设置。
7.进一步地，所述若干条凹槽呈阶梯状沿着主动端轴承座的轴线方向依次设置。
8.一种高转速转轴同轴安装结构的安装方法，其特征在于包含以下步骤：s1、完成高转速转轴同轴安装结构的安装；s2、在传动轴的主动端施加旋转驱动力，使传动轴转动数圈以保证主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转自动完成同轴度调节；s3、由主动端轴承座的内孔开放的一端向主动端轴承座与主动端轴承球座之间间隙内加入高精度定位胶，待定位胶固化完成传动轴的同轴安装。
9.进一步地，所述步骤s1具体为：将第一轴承套设在传动轴的一端外侧并且与传动轴固定，将第二轴承套设在传动轴的另一端外侧并且与传动轴固定，将从动端轴承座安装在第一轴承的外侧并与第一轴承外侧面固定，将主动端轴承球座安装在第二轴承的外侧并与第二轴承的外侧面固定，将主动端轴承座沿着内孔套设在主动端轴承球座的外侧并且使主动端轴承座内孔的球形收缩面与主动端轴承球座的球面一侧贴合。
10.进一步地，所述步骤s2具体为：在传动轴主动端以手动方式提供驱动力或者连接驱动机构直接驱动，传动轴在驱动力的作用下旋转数圈后停止，由于传动轴本身的同轴和刚性使主动端轴承球座在主动端轴承座内自动旋转到传动轴两端同轴度一致的位置，此时主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转调节到位。
11.进一步地，所述步骤s3具体为：主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转调节到位时，传动轴停止旋转，此时从主动端轴承座内孔中与球形收缩面相对的一端向主动端轴承座与主动端轴承球座之间的间隙内注入高精度定位胶，待高精度定位胶固化后完成了主动端轴承座与主动端轴承球座之间的固定，即完成了传动轴的同轴安装。
12.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过将长传动轴一端的轴承座设计成两个以球铰形式连接的可动连接结构，这样通过驱动传动轴旋转数圈后在传动轴本身的刚性以及同轴特性下，传动轴会自动调整自身的同轴度从而使球铰处的轴承座自动完成安装位置的调节，最后将该调节后的安装位置通过定位胶进行固化定位，即可完成传动轴的高同轴度安装，本发明的技术方案不受传动轴长度的影响，并且传动轴两端的轴承座安装后再进行同轴度的自适应调整，消除了同轴安装的装配误差。
附图说明
13.图1是本发明的一种高转速转轴同轴安装结构的示意图。
14.图2是本发明的一种高转速转轴同轴安装结构的局部放大图。
具体实施方式
15.为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
16.如图1所示，本发明的一种高转速转轴同轴安装结构，包含传动轴1、从动端轴承座2、主动端轴承球座3、主动端轴承座4、第一轴承5和第二轴承6，第一轴承5套设在传动轴1一端，第二轴承6套设在传动轴1另一端，第一轴承5安装在从动端轴承座2上，第二轴承6安装在主动端轴承球座3上，主动端轴承球座3外侧为球面结构，主动端轴承座4套设在主动端轴承球座3的外侧且能够沿着主动端轴承球座3外侧球面沿任意方向旋转。传动轴的一端的轴承座固定，另一端的轴承座采用球铰结构，这样传动轴转动数圈后，会进行自适应的同轴度调节从而使主动端轴承球座3和主动端轴承座4旋转调整到位。
17.如图2所示，主动端轴承座4的内孔的直径与主动端轴承球座3的球面直径匹配，主动端轴承座4的内孔一端设置有与主动端轴承球座3的球面形状匹配的向内孔的中心收缩
的球形收缩面5，主动端轴承球座3由主动端轴承座4的内孔的另一端插入主动端轴承座4的内孔中并且主动端轴承球座3的外侧球面与主动端轴承座4内孔一端的球形收缩面5滑动连接。通过该结构，方便主动端轴承球座3和主动端轴承座4之间的安装，通过一侧球形收缩面5限制主动端轴承球座3一侧的自由度，主动端轴承球座3另一侧的自由度则由传动轴端部与驱动机构连接后进行限制。
18.球形收缩面5内开有若干条凹槽，若干条凹槽沿着主动端轴承座的轴线方向依次设置。若干条凹槽呈阶梯状沿着主动端轴承座的轴线方向依次设置。通过在球形收缩面5内进行开槽，从而方便定位胶注入到球形收缩面5内从而使主动端轴承球座3和主动端轴承座4之间的固定更加稳固。阶梯状的凹槽结构方便定位胶的注入。
19.一种高转速转轴同轴安装结构的安装方法，包含以下步骤：s1、完成高转速转轴同轴安装结构的安装。
20.将第一轴承套设在传动轴的一端外侧并且与传动轴固定，将第二轴承套设在传动轴的另一端外侧并且与传动轴固定，轴套与传动轴固定采用胀紧固定或者轴套固定的方式。将从动端轴承座安装在第一轴承的外侧并与第一轴承外侧面固定，将主动端轴承球座安装在第二轴承的外侧并与第二轴承的外侧面固定，将主动端轴承座沿着内孔套设在主动端轴承球座的外侧并且使主动端轴承座内孔的球形收缩面与主动端轴承球座的球面一侧贴合。
21.s2、在传动轴的主动端施加旋转驱动力，使传动轴转动数圈以保证主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转自动完成同轴度调节。
22.在传动轴主动端以手动方式提供驱动力或者连接驱动机构直接驱动，传动轴在驱动力的作用下旋转数圈后停止。当以手动方式提供驱动力时，传动轴旋转数圈后自动停下，当采用驱动机构提供驱动力时，驱动机构驱动传动轴一定的时间以保证传动轴调整到位。由于传动轴本身的同轴和刚性使主动端轴承球座在主动端轴承座内自动旋转到传动轴两端同轴度一致的位置，此时主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转调节到位。
23.s3、由主动端轴承座的内孔开放的一端向主动端轴承座与主动端轴承球座之间间隙内加入高精度定位胶，待定位胶固化完成传动轴的同轴安装。
24.主动端轴承球座在主动端轴承座内旋转调节到位时，传动轴停止旋转，此时从主动端轴承座内孔中与球形收缩面相对的一端向主动端轴承座与主动端轴承球座之间的间隙内注入高精度定位胶，待高精度定位胶固化后完成了主动端轴承座与主动端轴承球座之间的固定，即完成了传动轴的同轴安装。
25.本发明通过将长传动轴一端的轴承座设计成两个以球铰形式连接的可动连接结构，这样通过驱动传动轴旋转数圈后在传动轴本身的刚性以及同轴特性下，传动轴会自动调整自身的同轴度从而使球铰处的轴承座自动完成安装位置的调节，最后将该调节后的安装位置通过定位胶进行固化定位，即可完成传动轴的高同轴度安装，本发明的技术方案不受传动轴长度的影响，并且传动轴两端的轴承座安装后再进行同轴度的自适应调整，消除了同轴安装的装配误差。
26.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰
为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。