為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承可變預(yù)壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，更詳細而言，涉及一種向支撐可高速旋轉(zhuǎn)的心軸的軸承外輪施加定壓及可變預(yù)壓的為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機床主軸系統(tǒng)的性能和軸承的壽命受施加到軸承的預(yù)壓的影響，根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)及使用條件適當(dāng)改變預(yù)壓時，能夠減小心軸的振動。而且，當(dāng)向機床的心軸施加預(yù)壓時，不僅能夠提高制成品的表面照度，還能抑制心軸的發(fā)熱，并延長壽命。因此，根據(jù)機床的使用條件，需要向軸承施加合適的預(yù)壓。
[0003]在機床中，當(dāng)心軸低速旋轉(zhuǎn)時，通常是需要強力切削制成品。因此需要強大的預(yù)壓，當(dāng)心軸高速旋轉(zhuǎn)時，是輕微的切削，因此需要微小的預(yù)壓，但是因為始終施加相同的預(yù)壓，因此效果不佳。
[0004]通常，軸承結(jié)合體為了確保符合使用條件的心軸的硬性，需要施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，因此，當(dāng)心軸高速旋轉(zhuǎn)及低速旋轉(zhuǎn)時，需要施加符合使用條件的預(yù)壓。
[0005]雖然了解可變預(yù)壓構(gòu)造的心軸具有很多優(yōu)點，但是該構(gòu)造需要大空間，構(gòu)造復(fù)雜，為了體現(xiàn)可變預(yù)壓構(gòu)造也需要很多費用，而且難以準(zhǔn)確發(fā)揮功能，因此難以使用。
[0006]通常，隨著在軸承的內(nèi)輪和球體中產(chǎn)生的離心力而球體施加在外輪的壓力急速增加，此時高速旋轉(zhuǎn)(DN值100萬以上)的機床的心軸因球體的離心力而朝外側(cè)移動，從而改變施加在心軸的預(yù)壓。當(dāng)為固定預(yù)壓方式時，為了解決所述問題也需要定壓或可變預(yù)壓。
[0007]向機床主軸系統(tǒng)的軸承施加預(yù)壓的目的是，使心軸的心軸方向(軸向)及半徑方向(徑向)的位置變準(zhǔn)確，同時抑制心軸的振動，提高軸承的硬性，防止心軸方向的振動、共振及抑制振動體的旋回滑移、共振滑移、自傳滑移，使振動體相對于軌道輪保持準(zhǔn)確位置。即，軸承的預(yù)壓根據(jù)其方法和預(yù)壓條件影響著心軸的硬性、振動、噪音、發(fā)熱、產(chǎn)品的加工精密度等，定壓預(yù)壓主要是心軸高速旋轉(zhuǎn)時使用，定位置預(yù)壓是心軸低速或轉(zhuǎn)速變化小時使用。施加在軸承的預(yù)壓應(yīng)設(shè)置為高速時低而低速時高。
[0008]在大韓民國授權(quán)專利第0246309號中公開了加工中心的主軸軸承預(yù)壓改變裝置。所述預(yù)壓改變裝置包括:氣缸，一側(cè)固定在固定組裝體上，另一側(cè)與加壓體保持細微間隔，在內(nèi)側(cè)形成有活塞，所述活塞在主軸低速旋轉(zhuǎn)時與所述加壓體面接觸而進行加壓，同時增大軸承的預(yù)壓；軸承預(yù)壓彈簧，在主軸高速旋轉(zhuǎn)時，在所述固定組裝體的一端擠壓所述加壓體以向軸承施加預(yù)壓；供應(yīng)油路，形成在固定組裝體內(nèi)以便所述主軸低速旋轉(zhuǎn)時加壓所述活塞；以及彈簧，始終朝加壓相反側(cè)加壓活塞以便經(jīng)加壓的活塞在主軸高速旋轉(zhuǎn)時回到原位置。
[0009]在公開實用新型第96-29232號中公開了利用壓電元件調(diào)整預(yù)壓的裝置，在公開實用新型第94-27675號、公開實用新型第91-14403號、EP0097657號和US4611934號中公開了軸承預(yù)壓可變裝置。
[0010]在現(xiàn)有可變預(yù)壓結(jié)構(gòu)中，利用壓電元件的結(jié)構(gòu)雖然反應(yīng)速度快，但需要大空間而且費用昂貴，因此難以使用。利用彈簧自動調(diào)整預(yù)壓的裝置只能是向軸承施加相同的定壓。通常的加工中心主軸軸承的預(yù)壓改變裝置利用空壓或液壓調(diào)整軸承的預(yù)壓，因此反映速度快，但因具有活塞、氣缸、加壓體、彈簧及軸承預(yù)壓彈簧等結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作費用高，需要大空間，而且因前后軸承的規(guī)格之差，實際上難以使用。
[0011]在大韓民國授權(quán)專利第0925919號公開了利用壓縮空氣的軸承可變預(yù)壓裝置。所述可變預(yù)壓在位于可高速旋轉(zhuǎn)的心軸外部的軸承形成可施加預(yù)壓的軸承套管，所述軸承套管可與通過壓縮空氣移動的活塞一起移動。
[0012]所述軸承可變預(yù)壓裝置具有如下問題。
[0013]第一，具有在軸承的外輪和殼體之間設(shè)置軸承套管的結(jié)構(gòu)，因此為了調(diào)整軸承的預(yù)壓，作用在軸承外輪的作用點會朝外側(cè)傾斜，從而難以向軸承的外輪準(zhǔn)確施加預(yù)壓。
[0014]第二，因為在軸承的外輪和殼體之間設(shè)置有套管，因此主軸相對變大或支撐心軸的軸承變小。所述軸承減小時，雖然軸承的容許轉(zhuǎn)速增加，但作用的預(yù)壓變小，因上下部軸承的規(guī)格差異，按預(yù)壓考慮時，小的軸承的壽命變短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明是為解決所述問題而提出的，其目的在于，提供一種為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，其無需為了加壓軸承的可變預(yù)壓而增加空間，能夠使構(gòu)造變簡單，提高設(shè)計的自由度。
[0016]本發(fā)明的其他目的在于，提供一種為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，其容易調(diào)整施加于位于機床的軸向系統(tǒng)上的軸承的預(yù)壓，能夠延長軸承的壽命，提高加工面的照度，抑制心軸的振動。
[0017]本發(fā)明的其他另一目的在于，提供一種為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，其在加壓軸承外輪的加壓部件和殼體之間的沖程(stroke:間距)為零(zero)的狀態(tài)下能夠調(diào)整預(yù)壓。
[0018]本發(fā)明的其他另一目的在于，提供一種為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，其能夠加大軸承的用于加壓外輪的壓力作用截面積，因此能夠利用空壓。
[0019]本發(fā)明的其他另一目的在于，提供一種為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，其在心軸的高速旋轉(zhuǎn)和低速旋轉(zhuǎn)時容易隨著旋轉(zhuǎn)速度改變預(yù)壓而容易進行控制，無需增加空間，能夠降低成本。
[0020]為達成所述目的，本發(fā)明的為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，包括:殼體，具備支撐軸承的軸承殼體部；多個軸承，位于所述軸承殼體部；心軸，與所述多個軸承的內(nèi)輪結(jié)合進行旋轉(zhuǎn)；以及可變預(yù)壓單元，位于所述軸承殼體部，向軸承的外輪施加可變預(yù)壓，所述可變預(yù)壓在與所述軸承的外輪接觸的加壓部件和軸承殼體部之間形成有通過密封部件保持氣密性的腔體，并形成有壓力供應(yīng)單元，所述壓力供應(yīng)單元通過位于所述軸承殼體部的供應(yīng)管道向腔體提供空壓或液壓，從而改變施加于軸承外輪的預(yù)壓。
[0021]在本發(fā)明中，所述腔體可在所述加壓部件和軸承殼體部之間通過密封部件劃分，所述腔體在由密封部件劃分的加壓部件和軸承殼體部的相對面分別形成有引入部。
[0022]在所述腔體進一步形成有彈簧以向軸承的外輪供應(yīng)定壓。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)，包括:殼體，具備支撐軸承的軸承殼體部；多個軸承，位于所述軸承殼體部；心軸，與所述多個軸承的內(nèi)輪結(jié)合進行旋轉(zhuǎn)；以及可變預(yù)壓單元，位于所述軸承殼體部，向軸承的外輪施加可變預(yù)壓，所述可變預(yù)壓單元包括設(shè)置在所述多個軸承之間并與各個軸承的外輪接觸的第一加壓部件及第二加壓部件和通過設(shè)置在所述第一加壓部件和第二加壓部件之間的密封部件保持氣密性的腔體，并形成有壓力供應(yīng)單元，所述壓力供應(yīng)單元通過位于所述軸承殼體部的供應(yīng)管道向腔體提供空壓或液壓，從而改變施加于軸承外輪的預(yù)壓。
[0024]在本發(fā)明中，在所述腔體進一步形成有彈簧以向軸承的外輪供應(yīng)定壓。
[0025]本發(fā)明的為了調(diào)整預(yù)壓而利用沖程間隙及密封材料的彈性變形的軸承的可變預(yù)壓系統(tǒng)具有如下效果。
[0026]第一，容易確保軸承可變預(yù)壓系統(tǒng)的設(shè)置空間，無需另外的設(shè)置空間。
[0027]第二，在低速和高速中容易調(diào)整施加到軸承外輪的預(yù)壓，能夠施加與變化的轉(zhuǎn)速或情況相適合的預(yù)壓，延長軸承的壽命，提高通過所述機床加工的產(chǎn)品的加工面的照度，抑制心軸的振動及發(fā)熱。
[0028]第三，本發(fā)明為了預(yù)壓可將作用于軸承外輪的作用點位于外輪的移動方向和同軸線上或同軸線上的外側(cè)，因此能夠提高由空壓或液壓的預(yù)壓作用效率，無需為了調(diào)整施加到支撐心軸的軸承的預(yù)壓而調(diào)整軸承的規(guī)格。因為可以使用單一規(guī)格的軸承，因此能夠從根本上解決因支撐心軸的軸承的規(guī)格差異而轉(zhuǎn)速增加，由此預(yù)壓減小而導(dǎo)致壽命縮短的問題。
[0029]第四，本發(fā)明通過向軸承的外輪施加基于彈簧的固定預(yù)壓和基于空壓或液壓的可變預(yù)壓，從而能夠使心軸保持最佳狀態(tài)。
[0030]第五，在支撐心軸的軸承中，將位于上部側(cè)的軸承和位于下部側(cè)的軸承以相同規(guī)格設(shè)置，或?qū)⑽挥谏喜康妮S承和位于下部的軸承設(shè)置為在軸承的規(guī)格集(KS、JIS或ASM)中相差一個階段或低