三块瓦动压轴承装配用工装及方法

摘要

本发明涉及一种三块瓦动压轴承装配用工装及方法，该工装的体壳中心开有轴向孔和圆周120°均匀对称分布的前后两组径向孔，轴向孔和径向孔内分别滑动连接心轴和滑柱，两个滑柱的下端与心轴上设置的两个锥度大小相等的圆锥面接触连接，心轴通过带环槽的螺钉连接手轮，带环槽的螺钉与体壳左端内的螺塞中的螺钉配合连接，心轴右端的方孔中滑动配合连接测量头；测量头一端固定连接测量块，另一端设有圆弧面；心轴右端设有基准平面，并与心轴上的方孔垂直；测量块上端设有测量面，心轴右端端面中心螺纹连接用于锁紧测量头的锁紧螺钉。本发明结构简单，使用方便，一次测量一次修磨就能确保砂轮架动压轴系的三块瓦中心满足动压轴承的装配要求。

权利要求

1.一种三块瓦动压轴承装配用工装，包括体壳（1）、手轮（2）、滑柱（8）、心轴（10）、测量头（12）、测量块（13），其特征在于：所述体壳（1）中心开有轴向孔和圆周120°均匀对称分布的前后两组径向孔，所述轴向孔和径向孔内分别滑动连接心轴（10）和滑柱（8），同组的两个滑柱（8）的上端通过圆销（9）连接，两个滑柱（8）下端与心轴（10）上设置的两个锥度大小相等的圆锥面接触连接，所述心轴（10）通过带环槽的螺钉（5）连接手轮（2），带环槽的螺钉（5）与体壳（1）左端内的螺塞（4）中的螺钉配合连接，通过螺钉伸进带环槽的螺钉（5）的环形槽中而限制手轮（2）的轴向移动，所述心轴（10）右端轴段设有方孔，方孔中滑动配合连接测量头（12）；所述测量头（12）一端固定连接测量块（13），另一端设有圆弧面；所述心轴（10）右端设有基准平面（101），并与心轴（10）上的方孔垂直；所述测量块（13）上端设有测量面（102），所述心轴（10）右端端面中心螺纹连接用于锁紧测量头（12）的锁紧螺钉（14）；所述径向孔与滑柱（8）之间设置衬套B（7），所述体壳（1）在其径向孔与滑柱（8）的径向由螺钉（15）进行锁紧连接。

2.根据权利要求1所述的三块瓦动压轴承装配用工装，其特征在于：所述轴向孔与心轴（10）之间设置衬套A（6）。

3.根据权利要求1所述的三块瓦动压轴承装配用工装，其特征在于：同组的两个滑柱（8）所在的体壳（1）中间设有拉力弹簧，拉力弹簧一端通过螺钉与体壳（1）固连，另一端通过挂钩钩住圆销（9）上。

4.根据权利要求1所述的三块瓦动压轴承装配用工装，其特征在于：所述心轴（10）的方孔内侧中心设有定位头（11），定位头（11）与测量头（12）中的导向槽配合连接，用于测量头（12）的移动定位导向。

5.一种三块瓦动压轴承装配方法，采用权利要求1‑4任一所述的三块瓦动压轴承装配用工装，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先在直径为ΦD的砂轮架轴承座内孔中放入一厚度为h0的标准垫片（50）、球头螺钉（51）和第一动压瓦（52）；

2）将所述三块瓦动压轴承装配用工装放入砂轮架体壳（53）的轴承座孔中，通过旋转手轮（2），拉动心轴（10）向左轴向移动，心轴（10）上两个锥度大小相同的圆锥面推动6个滑柱（8）沿径向伸出而涨紧砂轮架轴承座内孔，并用螺钉（15）锁紧，将其在砂轮架轴承座内孔中进行定位；

3）再将测量头（12）及测量块（13）推向第一动压瓦（52），使测量头（12）的外圆弧面与第一动压瓦（52）的内圆弧面完整接触后拧紧锁紧螺钉（14）锁紧;

4）松动螺钉（15），旋转手轮（2）使心轴（10）向右轴向移动，松动滑柱（8），将所述三块瓦动压轴承装配用工装从砂轮架轴承座内孔中取出；

5）测量测量面（102）与基准平面（101）之间的实际距离，记为H1，由于设计时测量头（12）圆弧面的中心与体壳（1）的中心重合满足装配要求，此时测量块（13）的测量面（102）与心轴（10）的基准平面（101）之间的距离记为H，将现场测量的距离H1和H的差值记为ΔH，即ΔH=H1‑H，则实际垫片的厚度为h=h0‑ΔH；

6）将垫片按厚度h进行修磨，并顺序放入垫片、球头螺钉（51）和第一动压瓦（52），并依次放进第二动压瓦和第三动压瓦；

7）放入主轴（54），将第二动压瓦和第三动压瓦压紧主轴（54），之后调整第二动压瓦和第三动压瓦后的调整螺钉（55），使第二动压瓦和第三动压瓦后退到满足动压轴承的工作间隙值后通过锁紧螺钉锁紧。

说明书

三块瓦动压轴承装配用工装及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种滑动轴承装配用的工装，尤其是一种三块瓦动压轴承装配用的工装。

背景技术

[0002] 机械中凡有转动的部位就需要有支撑，这种支撑也称为轴承。按摩擦性质，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。液体滑动轴承可分为液体动压轴承、液体静压轴承和液
体动静压轴承。液体动压轴承有很长的历史，它的应用研究已超过100年。1934年，美国首次
在冷轧机上采用动压油膜轴承。20世纪70年代我国开始研究液体动静压轴承技术，并开始
在金属切削机床等机械装置上推广应用。至今，在磨床上应用的滑动轴承基本上都是三块
瓦动压轴承和动静压轴承。在三块瓦动压轴承结构中，由于三个轴瓦均用球面螺钉支承，轴
瓦不仅能在轴的旋转平面内调位，也能在轴向平面内调位，可消除由于轴的弯曲等引起轴
承两端的边缘压力，轴承径向间隙调整至0.002mm仍能正常工作，因此它具有较高的承载能
力、油膜刚度和旋转精度。在装配过程中，为了确保主轴具有很高的回转精度，一般要求三
块瓦内圆弧面的中心和砂轮架体壳的轴承座孔中心同心，利用直接测量法对装配的每块动
压瓦弧面中心进行测量，测量量具复杂，操作繁琐，实施困难，迫切需要采用间接测量的方
法设计一种工装来解决这一技术难题。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种三块瓦动压轴承装配用工装及方法。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

[0005] 一种三块瓦动压轴承装配用工装，包括体壳、手轮、滑柱、心轴、测量头、测量块，所述体壳中心开有轴向孔和圆周120°均匀对称分布的前后两组径向孔，所述轴向孔和径向孔
内分别滑动连接心轴和滑柱，同组的两个滑柱的上端通过圆销连接，两个滑柱下端与心轴
上设置的两个锥度大小相等的圆锥面接触连接，所述心轴通过带环槽的螺钉连接手轮，带
环槽的螺钉与体壳左端内的螺塞中的螺钉配合连接，通过螺钉伸进带环槽的螺钉的环形槽
中而限制手轮的轴向移动，所述心轴右端设有方孔，方孔中滑动配合连接测量头；所述测量
头一端固定连接测量块，另一端设有圆弧面；所述心轴右端设有基准平面，并与心轴上的方
孔垂直；所述测量块上端设有测量面，所述心轴右端端面中心螺纹连接用于锁紧测量头的
锁紧螺钉。

[0006] 进一步，所述轴向孔与心轴之间设置衬套A；所述径向孔与滑柱之间设置衬套B。

[0007] 进一步，同组的两个滑柱所在的体壳中间设有拉力弹簧，拉力弹簧一端通过螺钉与体壳固连，另一端通过挂钩钩住圆销上。

[0008] 进一步，所述滑柱与体壳径向孔和衬套之间设有螺纹孔，内装有螺钉，用于对滑柱进行锁紧。

[0009] 进一步，所述心轴的方孔内侧中心设有定位头，定位头与测量头中的导向槽配合连接，用于测量头的移动定位导向。

[0010] 一种三块瓦动压轴承装配方法，采用三块瓦动压轴承装配用工装，包括以下步骤：

[0011] 1)首先在直径为ΦD的砂轮架轴承座内孔中放入一厚度为h0的标准垫片、球头螺钉和第一动压瓦；

[0012] 2)将所述三块瓦动压轴承装配用工装放入砂轮架体壳的轴承座孔中，通过旋转手轮，拉动心轴向左轴向移动，心轴上两个锥度大小相同的圆锥面推动6个滑柱沿径向伸出而
涨紧砂轮架轴承座内孔，并用螺钉锁紧，将其在砂轮架轴承座内孔中进行定位；

[0013] 3)再将测量头及测量块推向第一动压瓦，使测量头的外圆弧面与第一动压瓦的内圆弧面完整接触后拧紧螺钉锁紧；

[0014] 4)松动螺钉，旋转手轮使心轴向右轴向移动，松动滑柱，将所述三块瓦动压轴承装配用工装从砂轮架轴承座内孔中取出；

[0015] 5)测量测量面与基准平面之间的实际距离，记为H1，由于设计时测量头圆弧面的中心与体壳的中心重合满足装配要求，此时测量块的测量基准平面与心轴的基准平面之间
的距离记为H，将现场测量的距离H1和H的差值记为ΔH，即ΔH＝H1‑H，则实际垫片的厚度为
h＝h‑ΔH；

[0016] 6)将垫片按厚度h进行修磨，并顺序放入垫片、球头螺钉和第一动压瓦，并依次放进第二动压瓦和第三动压瓦；

[0017] 7)放入主轴，将第二动压瓦和第三动压瓦压紧主轴，之后调整第二动压瓦和第三动压瓦后的调整螺钉，使第二动压瓦和第三动压瓦后退到满足动压轴承的工作间隙值后通
过锁紧螺钉锁紧。

[0018] 与现有技术相比，本发明工具的有益效果在于：利用本发明的工装在砂轮架体壳轴承座孔中定位，通过测量心轴基准平面和测量块基准平面之间的尺寸来修整垫片的厚度
来达到使第一动压轴瓦的弧面中心和砂轮架体壳轴承座孔中心同心，解决了装配过程中如
果采用直接测量三块瓦动压轴承各瓦片实际中心的技术难题，确保了砂轮架轴系的装配精
度。

附图说明

[0019] 图1是本发明的三块瓦动压轴承装配用工装的结构剖视图；

[0020] 图2是本发明的三块瓦动压轴承装配用工装中测量头零件三视图；

[0021] 其中：(a)主视图，(b)左视图，(c)H向视图；

[0022] 图3是本发明的三块瓦动压轴承装配用工装中体壳零件主视图；

[0023] 图4是本发明的三块瓦动压轴承装配用工装中体壳零件侧视图；

[0024] 图5是本发明的三块瓦动压轴承装配用工装在三块瓦动压轴承装配时零件的关系剖面图。
具体实施方式：

[0025] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

[0026] 如图1至图4所示，本发明的三块瓦动压轴承装配用工装，包括体壳1、手轮2、螺钉3、螺塞4、带环槽的螺钉5、衬套6、衬套7、滑柱8、圆销9、心轴10、定位头11、测量头12、测量块
13、锁紧螺钉14、螺钉15。

[0027] 本工装的体壳1做成圆周120°均匀对称分布，中心位置设有连接心轴10、直径为Φd的轴向孔以及径向设有两组装配滑柱8、直径为Φd1的径向孔。这些孔中，在体壳1与心轴
10和滑柱8之间还分别置了衬套6和衬套7，其目的是增加工装的使用寿命。手轮2通过销子
与带环槽的螺钉5联接；体壳1的左端孔内连接有螺塞4，螺塞4中心和径向开有连接用的轴
向孔和径向螺纹孔，轴向孔给带环槽的螺钉5进行径向定位，径向螺纹孔内连接有螺钉3而
对螺钉5进行轴向定位，螺钉5右端为外螺纹，它与心轴10的内螺纹为配合螺纹连接，通过螺
钉5的旋转带动心轴10作左右移动。心轴10中间段设有两个锥度大小相等的圆锥面。前后两
滑柱8通过圆销9连接，并且中间置有拉力弹簧，滑柱8在弹簧力的作用下与心轴10的锥面保
持良好接触，在心轴10作左右移动时确保滑柱8外端形成的圆柱面和体壳轴向孔同心。心轴
10的右端开有方孔，测量头12依靠方孔与心轴10形成滑动连接。体壳1在其径向孔与滑柱8
的径向由螺钉15进行锁紧连接。心轴10的右端端面，在其中心设有螺纹孔，与螺纹孔连接有
锁紧螺钉14。心轴10的方孔内侧中心设有定位头11，定位头11与测量头12中的导向槽配合
连接，用于测量头12的移动定位导向，心轴10的右端设有测量基准平面101，该基准平面101
与心轴10上的方孔垂直。测量头12一侧为平面，通过螺钉固定连接有测量块13；另一侧为圆
弧面，圆弧面的半径R和动压瓦圆弧面的半径相同，见图2(a)；测量头12上设有导向槽，见图
2(b)，(c)。

[0028] 如图5所示，本发明的三块瓦动压轴承装配用工装工作过程说明如下：

[0029] (1)首先在直径为ΦD的砂轮架轴承座孔中放入一厚度为h0的标准垫片50、球头螺钉51和第一动压瓦52。

[0030] (2)之后将本发明的三块瓦动压轴承装配用工装放入砂轮架体壳53的轴承座孔中，通过旋转手轮2，拉动心轴10向左轴向移动，心轴上两个锥度大小相同的圆锥面推动滑
柱8(圆周120°均布，左右一起共6个)沿径向伸出而涨紧内孔，并用螺钉15锁紧，将其在砂轮
架体壳的轴承座孔定位。

[0031] (3)其次，再将测量头12及测量块13推向第一动压瓦52，使测量头12的外圆弧面与第一动压瓦52的内圆弧面完整接触后拧紧螺钉14锁紧。

[0032] (4)然后松动螺钉15，旋转手轮2使心轴10向右轴向移动，松动滑柱8，将本发明的工装从轴承座孔中取出。

[0033] (5)取出工装后，测量测量面102与基准平面101之间的实际距离，记为H1。由于设计时测量头12圆弧面的中心与体壳1的中心重合满足装配要求，此时测量块13的测量基准
平面102与心轴10的基准平面101之间的距离记为H。将现场测量的距离H1和H的差值记为Δ
H，即ΔH＝H1‑H，则实际垫片的厚度为h＝h0‑ΔH。

[0034] (6)之后将垫片按厚度h进行修磨，并顺序放入垫片、球头螺钉51和第一动压瓦52，并依次放进第二动压瓦和第三动压瓦。

[0035] (7)放入主轴54，将第二动压瓦和第三动压瓦压紧主轴54，之后调整第二动压瓦和第三动压瓦后的调整螺钉55，使第二动压瓦和第三动压瓦后退到满足动压轴承的工作间隙
值后通过锁紧螺钉56、57锁紧；上述工装使用完成。

[0036] 本发明通过工装的形式利用间接测量法测量心轴基准面和测量块基准平面之间的距离来调整垫片的厚度，一次性地使第一动压瓦达到砂轮架体壳轴承座孔的中心，实施
过程简单，简捷方便，解决了三块瓦动压轴承装配过程中采用直接测量法实施的困难；通过
增加衬套，增加了工装的使用寿命。

[0037] 以上所述仅为本发明的较佳具体实施例而已，并非用以限定本发明的范围。凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内。