技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種推力軸承浮動安裝慣性摩擦焊機承載主軸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：慣性摩擦焊接是一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能和環(huán)保的固相連接技術(shù)，廣泛用于航空航天、機械制造和石油勘探等領(lǐng)域。慣性摩擦焊機主機系統(tǒng)主要由：主軸系統(tǒng)、滑臺、移動夾具、加壓油缸以及床身等組成。主軸系統(tǒng)是慣性摩擦焊機的核心關(guān)鍵所在，主軸系統(tǒng)的優(yōu)劣將直接影響焊接質(zhì)量。在焊接前，慣性摩擦焊機的主軸需處在達到高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得主軸前端慣性輪獲得足夠大的慣量；焊接過程中，主軸系統(tǒng)需要承受高達6000kn的軸向頂鍛力。如果只是采用大尺寸軸承來承受大頂鍛力，主軸的最大轉(zhuǎn)速會被限制，不能滿足焊接前主軸大慣量的工作要求，而且單個軸承受力不利于軸承長時間穩(wěn)定高效的工作，從而縮短其使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
：
本發(fā)明的目的是提供一種推力軸承浮動安裝慣性摩擦焊機承載主軸系統(tǒng)，采用推力軸承浮動安裝的方式使兩個軸承平均受力，減輕單個軸承的受力，實現(xiàn)設(shè)備高速運轉(zhuǎn)的工作要求，延長軸承的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種推力軸承浮動安裝慣性摩擦焊機承載主軸系統(tǒng)，軸承座(2)通過螺栓連接安裝在主軸(9)上，推力軸承(10)的外圈與軸承座(2)之間過渡配合安裝，推力軸承(10)的內(nèi)圈與主軸(9)過渡配合，圓螺母(1)與主軸(9)為螺紋連接，平衡液壓缸(3)安裝在主軸箱(7)內(nèi)，活塞桿內(nèi)徑與主軸(9)外徑間帶有間隙；平衡液壓缸(3)僅具有進油腔；其中推力軸承(5)采用固定安裝，推力軸承(8)采用浮動安裝。
推力軸承(5)的內(nèi)圈通過軸肩定位安裝于主軸(9)上，推力軸承(5)的外圈通過過渡配合安裝在主軸箱(7)上；推力軸承(8)的內(nèi)圈通過軸肩定位安裝于主軸(9)上，推力軸承(8)的外圈通過過度配合安裝在推力盤(4)內(nèi)。
五個慣性輪(6)通過螺栓串聯(lián)在一起。
本發(fā)明工作原理：當(dāng)電機驅(qū)動的主軸(9)達到預(yù)定轉(zhuǎn)速時，停止供電，在慣性輪(6)的作用下，主軸(9)仍處在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，尾座上夾持的工件在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動下靠近主軸上另一被夾持的工件，最后在加壓油缸的作用下，完成工件對接，在兩個工件之間的摩擦阻力作用下，主軸(9)逐漸停止轉(zhuǎn)動。從兩個工件接觸到主軸停止轉(zhuǎn)動完成焊接過程中，一直有軸向的重載力作用于主軸(9)的軸線方向。
軸向力由兩列分布于主軸箱(7)中部的推力調(diào)心滾子軸承共同承載。為了軸向力較為均衡的協(xié)調(diào)分配到兩列推力調(diào)心滾子軸承上，防止任意一列軸承受力過大燒損，兩盤推力調(diào)心滾子軸承安裝于主軸箱中部，其中推力軸承(5)采用固定安裝，推力軸承(8)采用浮動安裝。推力軸承(5)將承載的軸向力直接作用于主軸箱(7)，浮動安裝的推力軸承(8)安裝于推力盤(4)上，通過平衡液壓缸3將承載的軸向力間接作用在主軸箱7。
平衡液壓缸(3)的作用是平衡推力軸承(5)和推力軸承(8)承載的軸向力，具體原理為：平衡液壓缸(3)通入一定壓強的液壓油，其產(chǎn)生的軸向力為主軸受到外載力的1/2，即推力軸承(8)在平衡油缸的作用下承受了1/2的外載力，那么主軸另外1/2外載力將由推力軸承(5)承載。
另外，為了防止主軸(9)的軸向竄動，在主軸(9)的末端加裝了圓螺母(1)和備緊用推力軸承(10)，其中的推力軸承(10)的外圈安裝在軸承座(2)上。這樣，可以通過調(diào)節(jié)圓螺母(2)的松緊來消除主軸(9)在主軸箱(7)內(nèi)軸向的間隙。
綜合來看，本發(fā)明的技術(shù)重點在于通過加裝平衡油缸，實現(xiàn)了推力軸承(8)的浮動安裝，使得推力軸承(5)和推力軸承(8)共同承受主軸的軸向重載力。由于慣性摩擦焊機工作時，主軸需要高速旋轉(zhuǎn)，同時又需要承受很大的軸向的外力。因此，相對于采用單一大軸承承受主軸軸向力的設(shè)計，本發(fā)明可以減少主軸箱的整體設(shè)計尺寸，延長軸承的使用壽命，而且又能滿足設(shè)備對高速運轉(zhuǎn)的使用要求。
附圖說明
圖1為慣性摩擦焊機承載主軸系統(tǒng)
具體實施方式
如圖1所示，一種推力軸承浮動安裝慣性摩擦焊機承載主軸系統(tǒng)，軸承座2通過螺栓連接安裝在主軸9上，推力軸承10的外圈與軸承座2之間過渡配合安裝，推力軸承10的內(nèi)圈與主軸9過渡配合，圓螺母1與主軸9為螺紋連接，平衡液壓缸3安裝在主軸箱7內(nèi)，活塞桿內(nèi)徑與主軸9外徑間帶有間隙；平衡液壓缸3僅具有進油腔；其中推力軸承5采用固定安裝，推力軸承8采用浮動安裝。
推力軸承5的內(nèi)圈通過軸肩定位安裝于主軸9上，推力軸承5的外圈通過過渡配合安裝在主軸箱7上；推力軸承8的內(nèi)圈通過軸肩定位安裝于主軸9上，推力軸承8的外圈通過過度配合安裝在推力盤4內(nèi)。
五個慣性輪6通過螺栓串聯(lián)在一起。
平衡液壓缸3僅具有進油腔，沒有回油腔，平衡液壓缸通入液壓油后，可以產(chǎn)生向前的推力并作用在浮動安裝推力軸承8上，這不僅實現(xiàn)了浮動安裝的推力軸承8承受主軸9的軸向負載，而且可以簡化主軸系統(tǒng)的設(shè)計；安裝后的平衡液壓缸3的活塞內(nèi)徑與主軸9之間的徑向間隙為3.5毫米，防止主軸主軸旋轉(zhuǎn)時發(fā)生干涉。
推力盤4與浮動安裝推力軸承8之間為過渡配合；另外，慣性摩擦焊機在對工件進行焊接時會有重載作用于主軸系統(tǒng)，因此對工作在高速重載工況下的浮動安裝推力軸承8做好潤滑很重要，在推力盤4上有油孔，可直接對軸承進行噴油潤滑。
軸承座2通過螺栓連接安裝于主軸箱7上，備緊用推力軸承10外圈與軸承座2之間為過渡配合，內(nèi)圈與主軸9過渡配合。通過調(diào)節(jié)圓螺母1來改變備緊推力軸承的預(yù)緊力的大小，以消除主軸9在主軸箱7的軸向間隙。