一種背對背圓錐滾子軸承配置計算方法與流程

本發明屬于圓錐滾子軸承技術領域，涉及一種背對背圓錐滾子軸承配置計算方法。

背景技術：

目前，背對背圓錐滾子軸承預緊配置方法普遍采用分別計量外圈隔環和內圈隔環，根據預緊量去除內圈隔環或外圈隔環的寬度，達到預緊軸承的作用。普通方法一般不考慮軸承與軸之間的徑向過盈配合關系，不考慮軸承與軸套之間的徑向過盈配合關系，不考慮不同軸承的寬度，對背對背圓錐滾子軸承的預緊的影響，這些會對軸承的承載和壽命產生影響。普通方法很難滿足批量化生產的要求，需要多次不同位置計量隔環的寬度，計量困難、繁瑣且不準確。

技術實現要素：

(一)發明目的

本發明的目的是：提供一種背對背圓錐滾子軸承配置計算方法，解決背對背圓錐滾子軸承配置的預緊問題；解決軸套與軸承過盈量，軸套與軸的過盈量對圓錐滾子軸承配置的預緊問題；解決批量生產背對背圓錐滾子軸承配置的計量與計算問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種背對背圓錐滾子軸承配置計算方法，所述背對背圓錐滾子軸承包括：軸1、軸套2、軸承a3、內隔環4、軸承座5和軸承b6；軸套2裝配于軸1上，軸承a3和軸承b6裝配于軸套2上，內隔環4與軸套2位裝配于軸承a3與軸承b6之間，軸承座5裝配于軸承a3與軸承b6外圈，軸承座5的隔環位于軸承a3與軸承b6之間；其中，所述計算方法包括以下步驟：

步驟一：設計計量工裝

所述計量工裝包括工裝套7、工裝芯8、螺釘9，以及背對背圓錐滾子軸承的軸承a3和軸承b6；工裝套7為套筒狀，工裝芯8為柱狀，工裝芯8底部由工裝套7底部插入工裝套7的中心孔內，通過螺釘9將工裝套7和工裝芯8固定；工裝套7外部套設安裝軸承a3和軸承b6；

步驟二：計量內圈差值l1

基于步驟一中的計量工裝，在工裝套7外部套設參考內隔環10，參考內隔環10位于軸承a3和軸承b6之間；計量參考內隔環10的寬度h，調整螺釘9的擰緊力矩為1nm，裝配后計量內圈差值l1，內圈差值l1為工裝套7頂部端面到工裝芯8底部的距離；

步驟三：計量外圈差值l2

基于步驟一中的計量工裝，在軸承a3和軸承b6外圈安裝軸承座5，軸承座5的隔環位于軸承a3與軸承b6之間；調整螺釘9的擰緊力矩為1nm，裝配后計量外圈差值l2，外圈差值l2為工裝套7頂部端面到工裝芯8底部的距離；

步驟四：計量背對背圓錐滾子軸承配置中軸承a3與軸承b6之間內隔環4的寬度

首先，根據步驟二和步驟三中內圈差值l1與外圈差值l2得公式：h1＝h-[(l1–l2)+α]，其中，α為根據實際情況確定的預緊量，為軸向預緊量的目標值；

接下來，計量軸1外直徑d1、軸套2內直徑d2、軸套2外直徑d3、軸承a3和軸承b6的平均內徑d4，可得：h2＝2×γ×[(d3–d4)+((d1–d2)×β)]，其中，β為內軸1直徑減小與軸套2外直徑增加的比值，γ為圓錐滾子軸承的角度系數；

最后，根據以上所求得的h1、h2，確定內隔環4的寬度為：he＝h1+h2。

其中，所述步驟一中，工裝套7頂部設置向外周向突出的外沿，底部開設三個平行于其軸向的螺紋孔；工裝芯8頂部設置向外周向突出的外沿，外沿上設置三個平行于其軸向的帶沉孔的通孔；螺釘9穿過通孔和螺紋孔將工裝套7和工裝芯8固定。

其中，所述步驟一中，軸承a3、軸承b6與工裝套7為間隙配合。

其中，所述步驟一中，工裝套7與工裝芯8為間隙配合。

其中，所述步驟二中，參考內隔環10與工裝套7為間隙配合。

其中，所述步驟四中，α取值為0.02～0.05。

其中，所述步驟四中，β取值為0.5～0.8，γ取值為1.2～1.8。

其中，所述步驟四中，所述內隔環4的寬度he為帶公差范圍的值，把內隔環4的寬度加工到此公差范圍，即可繼續裝配環節，完成背對背圓錐滾子軸承配置工作。

(三)有益效果

上述技術方案所提供的背對背圓錐滾子軸承配置計算方法，具有以下顯著效果：

1)本發明采用了計量工裝與減法計算方法，改善了多測量單元的多測點的不準確問題；

2)本發明采用計算軸套與軸承過盈量，軸套與軸的過盈量對軸承預緊的影響，解決了精確計算背對背圓錐滾子軸承配置預緊問題；

3)本發明采用的計算方法簡單、科學、有效，解決了背對背圓錐滾子軸承配置批量生產問題。

附圖說明

圖1為本發明要解決的背對背圓錐滾子軸承結構示意圖；

圖2為計量內圈差值l1的工裝示意圖；

圖3為計量外圈差值l2的工裝示意圖；

圖4為參考內隔環示意圖；

圖5為參考工裝套示意圖；

圖6為參考工裝芯示意圖；

圖中：1.軸；2.軸套；3.軸承a；4.內隔環；5.軸承座；6.軸承b；7.工裝套；8.工裝芯；9.螺釘；10.參考內隔環。

具體實施方式

為使本發明的目的、內容和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。

本發明進行背對背圓錐滾子軸承配置計算方法包括一套計量工裝、一件參考內隔環。因背對背圓錐滾子軸承配置外隔圈與內隔圈種類繁多，本發明只闡述一種結構形式，其他類似。本發明還涉及一件外軸承座、一件軸套和一根軸。把圓錐滾子內圈裝配于計量工裝上，為了預緊軸承擰緊螺釘的擰緊力矩為1nm，計量工裝上的尺寸內圈差值l1，把軸承外圈裝配于軸承座上，軸承裝配于計量工裝上，擰緊螺釘的擰緊力矩為1nm，計量工裝上的尺寸外圈差值l2；計量軸外直徑d1、軸套內直徑d2、軸套外直徑d3、二套軸承平均內徑d4和參考內隔環的寬度h。通過公式和公式中的經驗系數確定這一組零件對應的內隔環寬度he，這一組零件包括：一件外軸承座(確定外隔環寬度)、一件軸套、一根軸和二套軸承，即完成一套背對背圓錐滾子軸承配置。

具體地，如圖1所示，本實施例進行背對背圓錐滾子軸承配置計算涉及到的背對背圓錐滾子軸承包括：軸1、軸套2、軸承a3、內隔環4、軸承座5和軸承b6；軸套2一般過盈裝配于軸1上，如果是間隙配合，相應計算值為負值，軸承a3和軸承b6一般過盈裝配于軸套2上，如果是間隙配合，相應計算值為負值，內隔環4與軸套2位裝配于軸承a3與軸承b6之間，軸承座5裝配于軸承a3與軸承b6外圈，軸承座5的隔環位于軸承a3與軸承b6之間。通過調整內隔環4的寬度和軸承座5對應的外隔環的寬度來決定軸承a3與軸承b6的預緊，一般情況下，固定外隔環寬度調整內隔環4寬度，正確的內隔環4的寬度決定軸承的預緊量，決定軸承組的功能與壽命。

本實施例背對背圓錐滾子軸承配置計算方法包括以下步驟：

步驟一：設計計量工裝

參照圖2和圖3所示，計量工裝包括工裝套7、工裝芯8、螺釘9、軸承a3和軸承b6；工裝套7為套筒狀，其頂部設置向外周向突出的外沿，底部開設三個平行于其軸向的螺紋孔；工裝芯8為柱狀，其頂部設置向外周向突出的外沿，外沿上設置三個平行于其軸向的帶沉孔的通孔；工裝芯8底部由工裝套7底部插入工裝套7的中心孔內，通過螺釘9穿過通孔和螺紋孔將工裝套7和工裝芯8固定；工裝套7外部套設安裝軸承a3和軸承b6。

軸承a3、軸承b6與工裝套7為間隙配合，工裝套7與工裝芯8為間隙配合。

步驟二：計量內圈差值l1

如圖2所示，基于步驟一中的計量工裝，在工裝套7外部套設參考內隔環10，參考內隔環10位于軸承a3和軸承b6之間。

如圖4所示，計量參考內隔環10的寬度h±a，a為h的測量精度，可根據實際情況確定。參考內隔環10與工裝套7為間隙配合。

調整螺釘9的擰緊力矩為1nm，裝配后計量內圈差值l1，公差值根據實際情況確定，內圈差值l1為如圖2中工裝套7頂部端面到工裝芯8底部的距離。

步驟三：計量外圈差值l2

如圖3所示，基于步驟一中的計量工裝，在軸承a3和軸承b6外圈安裝軸承座5，軸承座5的隔環位于軸承a3與軸承b6之間。調整螺釘9的擰緊力矩為1nm，裝配后計量外圈差值l2，公差值根據實際情況確定，外圈差值l2為如圖3中工裝套7頂部端面到工裝芯8底部的距離。

步驟四：計量背對背圓錐滾子軸承配置中軸承a3與軸承b6之間內隔環4的寬度

首先，根據步驟二和步驟三中內圈差值l1與外圈差值l2得公式：h1＝h-[(l1–l2)+α]，其中，α為根據實際情況確定的預緊量，為軸向預緊量的目標值，α取值為0.02～0.05，(l1–l2)的值等于參考內隔環10的寬度h減去理論內隔環(即：內隔環4)的寬度，即h-[(l1–l2)]的值等于理論內隔環寬度的值，所以參考內隔環10的寬度值h不決定h1的值，h1等于理論內隔環的寬度減去預緊量α。此方法解決了軸承內圈寬度、軸承外圈寬度、內隔環、外隔環等多測量單元的多測點的準確度問題。

如圖5、6所示，分別為工裝套7與工裝芯8的結構圖，此兩工裝的設計只為測量內圈差值l1與外圈差值l2的值，因為本方案需要的是l1與l2的差值，此差值抵消了工裝套7與工裝芯8本身設計制造的具體尺寸精度，巧妙地通過相等關系，得到了理論內隔環寬度值，消除了設計制造尺寸精度的影響。

接下來，計量軸1外直徑d1、軸套2內直徑d2、軸套2外直徑d3、軸承a3和軸承b6的平均內徑d4，可得：h2＝2×γ×[(d3–d4)+((d1–d2)×β)]，其中，β為內軸1直徑減小與軸套2外直徑增加的比值，γ為圓錐滾子軸承的角度系數，β取值為0.5～0.8，γ取值為1.2～1.8，β與γ是經驗系數，可根據實際情況確定。

最后，根據以上所求得的h1、h2，確定內隔環4的寬度為：he＝h1+h2，he為一個帶公差范圍的值，把內隔環4的寬度加工到此公差范圍，即可繼續裝配環節，完成配置工作。

本發明適用于背對背圓錐滾子軸承配置計算。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。