[发明专利]一种电主轴角接触球轴承双向调压预紧装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种双向定量可调式预紧装置，主要用于主轴轴承定压预紧，该发明属于机械设计与制造领域。

背景技术

高速精密加工是机械制造领域的一个重要发展方向，电主轴是高速加工机床的核心功能部件。电主轴角接触球轴承采用定压预紧可以达到增加轴承刚度、减少轴承振动、提高轴的旋转精度和减少滚动体公转打滑等多种效果，定压预紧是指轴承的轴向预紧载荷在使用中保持不变的一种轴向预紧方式，通过调节弹簧的压缩量以获得一定的预紧量。

传统中采用的定压预紧方法只能实现单向预紧，适用范围有限，随着轴向位移的增大，预紧力变化显著，不能保持电主轴在高速运转时预紧力恒定，且在主轴运转中不能直接定量显示预紧力大小。也有采用液压预紧方式，但其结构复杂，制造和维护成本高。

发明内容

针对上述问题，基于轴承的多种配对方式，本发明提出了一种双向定量可调的轴承预紧装置，解决了不同轴承配对形式下，对电主轴角接触球轴承施加准确恒定的定压预紧力问题。

为实现上述目的，本发明的一种电主轴角接触球轴承双向调压预紧装置，其特征在于，其特征在于，该装置包括四部分：（a）压力环、(b)加载套、（c）弹性组件、（d）双向力传感器；

（a）压力环组成包括轴承外圈支撑套（1）、轴承密封环（2）、推力环（3）；轴承外圈支撑套（1）与轴承座之间可以轴向滑移，轴承外圈支撑套（1）套在电主轴角接触球轴承的外部，轴承外圈支撑套（1）的一端带有拐角边，拐角边顶住角接触球轴承，轴承外圈支撑套（1）腔内在内角接触球轴承的另一端为轴承密封环（2），轴承密封环（2）紧邻推力环（3），同时推力环（3）与轴承外圈支撑套（1）固定连接。

优选轴承外圈支撑套（1）与推力环3固定连接成一腔室，使电主轴的端部置于此腔室内。

优选轴承外圈支撑套（1）、推力环（3）通过圆周分布的6颗M6的螺栓连接。

（b）加载套的组成包括依次连接的左旋螺栓（4）、六棱套（5）和右旋螺栓（6）；左旋螺栓（4）与推力环（3）固定连接；

（c）弹性组件的组成包括左右两个固定板7（1）和7（2）、两个拉簧套（8）、两个拉杆（9）、四个弹簧（10）、两个压杆（12）和两个压套（13）；

与右旋螺栓（6）固定连接的左边固定板7（1）与两个拉簧套（8）和两个压套13固定连接；两个拉簧套（8）和两个压套（13）呈四方柱分布，两个拉簧套（8）位于四方柱的对角，两个压套（13）位于位于四方柱的另一对角；拉簧套（8）为端部开孔的直筒，压套（13）的内腔为两个不同内径的具有台阶的筒，压套（13）的内腔在靠近左边固定板7（1）的部分的内径小；

左边固定板7（2）与两个拉杆（9）、两个压杆（12）固定连接，拉杆（9）为T型拉杆，两个拉杆的“T”型部位分别位于两个拉簧套（8）腔内，在拉簧套（8）腔内两个拉杆（9）的轴上均套有一个弹簧，通过拉杆（9）实现弹簧的压缩；压杆（12）为T型压杆，两个压杆的轴端位于压套（13）的内腔，“T”型部位在压套（13）外，在压杆（12）的轴上套有弹簧，弹簧在压套（13）的直径较大内腔中，弹簧的直径大于压套（13）的较小内腔的直径，使得弹簧抵住压套（13）中的台阶。

优选右边固定板7（2）分别与两个对称分布的拉杆9、两个对称分布的压杆12通过四个M10螺栓固定连接。

（d）双向力传感器一端与右边固定板7（2）固定连接，双向力传感器另一端与机架连接。

优选（a）压力环与（b）加载套通过一组M12的左旋螺栓、垫片和螺母联接；(b)加载套与（c）弹性组件通过一组M12的右旋旋螺栓、垫片和螺母联接；（c）弹性组件与（d）双向力传感器通过一组M12的右旋旋螺栓、螺母联接；加载套通过单个左旋螺母4与压力环中心连接，加载套与弹性单元通过右旋螺柱6连接，弹性组件与双向力传感器通过螺柱连接，传感器通过螺柱与机架连接。

压力环可与壳体产生轴向滑移，对不同配对形式的轴承外圈传递预紧力；加载套可通过旋转六棱套5调节预紧力大小和方向；弹性单元通过两组对称分布的压簧组件和拉簧组件实现轴承在不同的配对形式下保持预紧力大小恒定；双向力传感器可时时显示预紧力大小和方向。

本发明通过弹性组件部分实现了对轴承组进行双向定量恒压预紧。在电主轴轴承发生轴向位移时，可确保轴承组的轴向预紧力恒定，保证了电主轴轴承在高速旋转时的旋转精度和刚度，同时可定量调节预紧力大小，避免轴承的生热量太大造成卡死烧毁现象。提高了电主轴运行的进度和使用寿命。