專利名稱：利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法
技術領域：
本發明涉及軸承的固定方法，具體涉及一種高溫工況下利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法。
背景技術：
當軸處于高溫狀態下，就會產生熱膨脹，當軸的熱膨脹量過大，超過軸承的游隙的時候，就會產生軸承內部摩擦加劇，溫度急劇上升，軸承被卡死，進而導致設備損壞。現在針對這種工況下，一般采用一端軸承固定，另外一端軸承游動的固定方式。但是此種情況下，軸會向游動側移動，導致固定在軸上的零件偏離原來的位置，此種方法不能適用于對軸上零件定位精度要求高的設備。但是在鋼鐵、化工等工業生產中，由于眾多高溫工況都需要高精度定位的軸連接結構，因而需要軸承能夠在高溫工況下正常運轉而不會被卡死。
發明內容
本發明要解決的技術問題是:提供一種利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法，能夠在高溫工況下對軸承進行軸向固定，防止軸承卡死或在軸承座內竄動，且能保證軸上零件固定精度。本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是:
一種利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法，軸承為內外圈不可分離軸承；其特征在于:
在各軸承座的外端，緊鄰軸承座左右對稱地設置一套彈性元件壓縮組件，彈性元件壓縮組件外端設置圓螺母，彈性元件壓縮組件由圓螺母固定限位；彈性元件壓縮組件包括相對設置的一對彈性元件支座和位于彈性元件支座中并套在軸上的彈性元件；靠近軸中間部位的彈性元件支座由軸外表面貼合的內筒連接環形擋板構成，內筒伸入軸承座中且抵靠在軸承內圈上，靠近軸端的彈性元件支座為中間均設有軸孔環形擋板；彈性元件抵靠在兩個彈性元件支座的各自環形擋板上；
首先，根據固定位置及精度要求，調節軸各端彈性元件的初始壓縮量以分別給左右端軸承施加初始預緊力，通過彈性元件產生的彈力固定各端軸承；然后，用圓螺母固定各軸端的外端彈性元件支座；
當軸受熱膨脹的時候，左端軸承、右端軸承均隨軸一起運動，進而分別壓縮各自端的彈性元件；左端彈性元件與右端彈性元件受壓縮后均產生反作用彈力，兩端的彈力分別推動軸朝向中間部位移動而不發生偏移，從而保證軸上固定零件處于中間位置。按上述技術方案，沿軸向，軸承內圈靠近軸中間部位的一端抵靠在軸的臺肩上；靠近軸外端的外端彈性元件支座一部分軸孔與軸貼合地套在軸肩上，另一部分軸孔懸空套在軸肩外端。按上述技術方案，相對設置的一對彈性元件支座中，單個或者兩個彈性元件支座的環形擋板外緣沿軸向朝向彈性元件的方向懸空伸出形成扣合筒，且該一對彈性元件支座的軸向扣合長度之和小于彈性元件的軸向極限壓縮長度。按上述技術方案，內筒厚度不超過軸承內圈厚度。相對于現有技術，本發明能夠保證軸上的零件在高溫工況下較高的定位精度，同時軸承不會因為高溫下軸的熱膨脹被卡死，其創新改進點如下:
I軸上兩端的軸承均采用游動的固定方式，軸承可以在軸承座內游動，軸承通過彈性元件的預壓縮量產生的彈力固定位置。2當軸受熱膨脹，軸承隨軸一起運動，壓縮兩端的固定彈性元件，軸承可以在軸承座內移動不會被卡死。 3當兩端的彈性元件被壓縮，兩端均產生彈性元件力推動軸對中，保證軸不會向一側移動，軸上的零件位置不會發生改變。4通過圓螺母調節彈性元件的預壓縮量，保證兩端的預壓縮量一致，提高軸上零件的定位精度。本結構和方法特別適用于高溫工況，當然對于常溫或低溫工況同樣適用。
圖1為第一種實施方式對軸承進行軸向固定的結構。圖2為第二種實施方式對軸承進行軸向固定的結構。圖3為第三種實施方式對軸承進行軸向固定的結構。圖4為第四種實施方式對軸承進行軸向固定的結構。圖1中:1 一軸承座、2 —內端彈性兀件支座、2.1 —內端扣合筒、2.2 一內筒、3 —彈性元件、4 一外端彈性元件支座、4.1 一外端扣合筒、5-圓螺母、6-軸、7 —軸上固定零件、8 —軸承、8.1 —外圈、8.2 —內圈。
具體實施例方式如圖1所示為利用彈性元件對軸承進行軸向固定的結構。主要包括軸6、位于軸中間部位的軸上固定零件7、軸左右兩端的軸承8及軸承座I ;軸承8為內外圈不可分離軸承，如角接觸球軸承、深溝球軸承或調心滾子軸承等通用軸承；其特征在于:
在各軸承座I的外端，緊鄰軸承座I設置一套彈性元件壓縮組件，彈性元件壓縮組件外端設置圓螺母5 ;彈性元件壓縮組件由圓螺母5固定限位；彈性元件壓縮組件包括一對相對設置(圖1中呈中括號狀相對扣合設置)的彈性元件支座(內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4)和位于彈性元件支座中并套在軸上的彈性元件3，且彈性元件3抵靠在兩個彈性元件支座上；軸兩端的彈性元件3初始壓縮量相等。靠近軸6中間部位的內端彈性元件支座2由與軸貼合的內筒2.2，和連接在內筒2.2上、中心設有軸孔且外緣向軸端懸空伸出的內端扣合筒2.1連接構成，內筒2.2伸入軸承座I中且抵靠在軸承8的內圈上，內筒2.2厚度根據軸承尺寸設定，但厚度應不超過軸承內圈厚度；靠近軸6左端的外端彈性元件支座4為中間設有軸孔、且外緣向軸中間部位懸空伸出的扣合筒。軸6兩端的軸承固定結構呈左右對稱結構。
內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4的各自扣合筒的外緣伸出長度或扣合長度之和小于彈簧壓縮到極限的總長度，以防止彈簧壓縮到極限時兩彈性元件支座相互接觸碰撞。當一對內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4中，只有單個彈性元件支座具有扣合筒時，扣合筒與環形擋板之間的扣合長度之和小于彈簧壓縮到極限的總長度。圖1中以圓柱形壓縮彈簧或螺旋彈簧作為彈性元件3。進一步的，沿軸向方向，靠近軸外端的外端彈性元件支座4 一部分軸孔與軸貼合地套在軸肩上，另一部分懸空套在軸肩外端(軸肩外端直徑小于軸肩)，便于圓螺母對彈性元件的預壓縮量進行調節。進一步的，為了防止干涉軸承座安裝，最好內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4的各自扣合筒外徑小于軸承座外徑；在需要的情況下也可以大于軸承座外徑。進一步的，最好內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4的各自扣合筒的外徑相等，以便制作加工，并使軸兩端平衡，當然也可以不等。圖2中所示為利用碟簧作為彈性元件對軸承進行軸向固定的結構。主要包括軸6、位于軸中間部位的軸上固定零件7、軸左右兩端的軸承8及軸承座I ;軸承8為內外圈不可分離軸承；如角接觸球軸承、深溝球軸承或調心滾子軸承等通用軸承；其特征在于:
在各軸承座I的外端，緊鄰軸承座I設置一套彈性元件壓縮組件，彈性元件壓縮組件外端設置圓螺母5 ;彈性元件壓縮組件由圓螺母5固定限位；彈性元件壓縮組件包括一對相對設置的彈性元件支座(內端彈性元件支座2和外端彈性元件支座4)和位于彈性元件支座中并套在軸上的彈性元件3，且彈性元件3抵靠在兩個彈性元件支座上；軸兩端的彈性元件初始壓縮量相等。靠近軸6中間部位的內端彈性元件支座2由與軸貼合的內筒2.2，和連接在內筒
2.2上、中心設有軸孔的環形擋板連接構成，內筒2.2伸入軸承座I中且抵靠在軸承8的內圈8.2上，內筒2.2厚度根據軸承尺寸設定，但厚度應不超過軸承內圈厚度；靠近軸6左端的外端彈性元件支座4為中間設有軸孔的環形擋板。軸6兩端的軸承固定結構呈左右對稱結構。沿軸向方向，靠近軸外端的外端彈性元件支座4 一部分軸孔與軸貼合地套在軸肩上，另一部分懸空套在軸肩外端(軸肩外端直徑小于軸肩)，便于圓螺母對彈性元件的預壓縮量進行調節。圖3為另一個利用碟簧作為彈性元件對軸承進行固定的實施例。與圖1相比所不同的是，其中的彈性元件3為碟簧。圖4為第四種實施方式對軸承進行軸向固定的結構。與圖2所不同的是，其中的彈性元件3為圓錐形壓縮彈簧或螺旋彈簧，彈簧的軸向兩端抵靠在各端彈性元件支座的環形擋板上。無論哪種具體的實施例，上述的軸承固定結構都按照同樣的固定方法進行: 軸上兩端的軸承均采用游動的固定方式，采用彈性元件分別給左右端軸承初始預緊
力，軸承通過彈性元件的初始壓縮量產生的彈力固定位置；軸承可以在軸承座內游動；
當軸6受熱膨脹的時候，左、右端軸承8隨軸6 —起運動，壓縮各自端的彈性元件3，各軸承8的內外圈隨軸承一起在各自軸承座內游動，軸承不會被卡死。當兩端的彈性元件3受壓縮，兩端均產生彈力推動軸對中，從而使軸不會向一側移動，軸上的零件位置也不會發生改變，由此，保證軸上固定零件7對中而不會滑動，精確定位。通過圓螺母5調節彈性元件的預壓縮量，保證兩端的初始壓縮量一致，提高軸上零件的定位精度。
權利要求
1.一種利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法，軸承為內外圈不可分離軸承；其特征在于: 在各軸承座的外端，緊鄰軸承座左右對稱地設置一套彈性元件壓縮組件，彈性元件壓縮組件外端設置圓螺母，彈性元件壓縮組件由圓螺母固定限位；彈性元件壓縮組件包括相對設置的一對彈性元件支座和位于彈性元件支座中并套在軸上的彈性元件；靠近軸中間部位的彈性元件支座由軸外表面貼合的內筒連接環形擋板構成，內筒伸入軸承座中且抵靠在軸承內圈上，靠近軸端的彈性元件支座為中間均設有軸孔環形擋板；彈性元件抵靠在兩個彈性元件支座的各自環形擋板上； 首先，根據固定位置及精度要求，調節軸各端彈性元件的初始壓縮量以分別給左右端軸承施加初始預緊力，通過彈性元件產生的彈力固定各端軸承；然后，用圓螺母固定各軸端的外端彈性元件支座； 當軸受熱膨脹的時候，左端軸承、右端軸承均隨軸一起運動，進而分別壓縮各自端的彈性元件；左端彈性元件與右端彈性元件受壓縮后均產生反作用彈力，兩端的彈力分別推動軸朝向中間部位移動而不發生偏移，從而保證軸上固定零件處于中間位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:沿軸向，軸承內圈靠近軸中間部位的一端抵靠在軸的臺肩上；靠近軸外端的外端彈性元件支座一部分軸孔與軸貼合地套在軸肩上，另一部分軸孔懸空套在軸肩外端。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于:相對設置的一對彈性元件支座中，單個或者兩個彈性元件支座的環形擋板外緣沿軸向朝向彈性元件的方向懸空伸出形成扣合筒，且該一對彈性元件支座的軸向扣合長度之和小于彈性元件的軸向極限壓縮長度。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:內筒厚度不超過軸承內圈厚度。
全文摘要
本發明涉及一種利用彈性元件對軸承進行軸向固定的方法，在各軸承座的外端，緊鄰軸承座設置一套彈性元件壓縮組件，彈性元件壓縮組件外端設置圓螺母，彈性元件壓縮組件由圓螺母固定限位；兩彈性元件的初始壓縮量相等。當軸受熱膨脹的時候，兩端軸承的內圈均隨軸一起運動，壓縮各端彈性元件；各軸承的外圈固定，內圈相對外圈移動，軸承不會被卡死，同時仍然能夠承受較大的徑向載荷；當各彈性元件受壓縮，則產生反作用的彈力保證軸上固定零件對中不會滑動，保證軸上零件固定精度。
文檔編號F16C27/00GK103104600SQ20131006333
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者危丹鋒, 田杰, 胡雪萍, 周強, 牟丹, 王文聰, 張良, 程文芳, 金文浩 申請人:中冶南方工程技術有限公司