一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构的制作方法

1.本发明涉及高速高温轴系相关技术领域，尤其涉及一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构。


背景技术：

2.一般轴承电机系的轴承一般通过轴承座与基体或电机壳相连，轴承在工作时自身会产生较大的热量，电机轴系内部其他部件，如电机定子，做功部件，也会产生热量，这些热量一部分通过空气散热到电机外部，一部分直接热传导到轴系内部各部件上，来不及散出的热量留在机壳内，造成转轴的热变形，通常是转轴的径向或者是轴向的膨胀。转轴是相对于基座或者是电机壳体上转动的，在转子的转轴输出端上装设有轴承，转轴通过轴承与基座或者是电机的壳体转动式连接。
3.在转轴膨胀的时候，迫使电机内部的各个零部件受到逐渐升高的压应力，从而使摩擦力也不停地升高导致内部的发热量增高，过高的温度还将影响电机内部的装配关系，转轴所用材料不同所以热膨胀系数不同，导致变形量也不同，在配合面的制约下有可能产生不可控的变形，其中转轴和轴承发生的变形包括轴向和径向的变形。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，以克服现有技术中存在的不足。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，包括定位法兰、轴承套及多个销轴，所述定位法兰与轴承套同轴设置，所述销轴贯穿定位法兰并与定位法兰固定连接，所述销轴以定位法兰的中心环形阵列式分布于定位法兰上，所述轴承套内开设有对应所述销轴的销孔，所述销孔以轴承套的中心环形阵列式轴承套上，所述销轴与所述销孔插接，所述轴承套通过所述销轴与定位法兰滑动式连接，所述轴承套的其中一半边设置的销孔内部设置有避空槽；所述定位法兰的一端面面向外周侧延伸形成一个法兰止口，所述法兰止口上环形阵列式设置有多个固定孔。
6.进一步地阐述，所述法兰止口插设有固定螺栓，固定螺栓通过固定孔用于将所述定位法兰固定设置在基座或电机的壳体上。法兰止口上的固定孔环形阵列式设置在法兰止口上，但是在截面上看法兰止口的固定孔的不与定位法兰的外侧壁齐平，也就是说固定螺栓在固定孔上进给的时候不会和基座抵接，固定孔所围设的直径大于定位法兰的，因此在装设到基座上时可以使固定基座的位置不会与定位法兰紧贴。
7.进一步地阐述，所述避空槽为销孔向外圆周方向扩孔形成的，所述避空槽的直径大于所述销孔的直径。
8.进一步地阐述，所述避空槽的深度等于销孔的深度，避空槽是在销孔的基础上制作出来的，而销孔不能够完全向外圆周方向扩孔，需要预留未扩孔的一部分销孔来进行轴
承套的限位。
9.进一步地阐述，所述轴承套用于套设在轴承上，所述定位法兰用于限制轴承套在轴承与定位法兰之间滑动。
10.进一步地阐述，所述轴承套的外侧壁与基座内侧壁预设有间隙，所述轴承套通过销轴支撑与基座间隙配合。定位法兰止口与基座孔精密配合，对定位法兰形成定位支撑轴承套的外径尺寸比基座或电机机壳的内直径要小，预留有轴系热平衡后的相对于冷态时直径方向的膨胀量所需间隙，因此轴承套也会因为销轴而限位于对应的位置而使轴承套的外壁在热平衡之前不与基座抵接。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明提供一种轴承支承组件，以解决轴系轴承在启动阶段轴承温度没有升起来之前，轴承套位于基座及轴承间能够进行初定位；并且减少在正常运行状态时轴承高温热平衡后膨胀所带来的径向尺寸变化对轴承间隙影响，减少各个零部件所收到的压应力、摩擦力，从而控制发热量在一定的阀值以内不会再急剧的升高；同时轴系轴向热伸长量可以由轴承套在定位销的导向下，延着轴系轴向尺寸伸长方向移动补偿。 解决轴系轴承在启动阶段轴承温度没有升起来之前轴承定位和在正常运行状态时轴承高温热平衡后膨胀所带来的径向尺寸变化对轴承间隙影响的技术问题，同时轴系轴向热伸长量可以由轴承套在定位销的导向下，延着轴系轴向尺寸伸长方向移动补偿。所述轴承支承组件包括定位法兰盘、定位销、轴承套、压紧端盖。本发明提供的轴承支承组件用于热牵伸辊轴系或其它高速高温轴系。
附图说明
12.图1为本发明立体结构示意图；图2为本发明主视图；图3为本发明的实用状态参考图。
13.附图标注说明：1-定位法兰，2-销轴，4-轴承，3-轴承套，5-基座，6-转轴，7-销孔，8-法兰止口，9-避空槽。
具体实施方式
14.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
15.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件的数目被称为有“多个”，它可以为两个或两个以上的任意数目。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
16.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
17.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明：如图1-3所示，在本实施例中提供了一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，包括定位法兰1、轴承套3及多个销轴2，定位法兰1与轴承套3同轴设置，为使轴承套3始终保持与定位法兰1同轴心设置，需要销轴2贯穿定位法兰1并与定位法兰1固定连接，销轴2以定位法兰1的中心环形阵列式分布于定位法兰1上，轴承套3通过销轴2来限位，所以在本实施例中，轴承套3内开设有对应销轴2的销孔7，同样的销孔7以轴承套3的中心环形阵列式轴承套3上，以方便销轴2与销孔7插接，轴承套3通过销轴2与定位法兰1滑动式连接，轴承套3能够在套设在销轴2上往复运动。
18.在转轴6未启动之前，轴承套3内孔与轴承4外圆配合，轴承套3与定位法兰1之间由销轴2支撑联接，在轴系运行初期温度没有平衡时，具体的轴系（套设了轴承4的转轴6总称）还没有发生膨胀之前，通过销轴2将轴承4座及所装配的轴承4、轴系支撑在预设定的位置，维持其正常运行销轴2起轴承套3限位的功能，维持其正常运行，并且有效防止轴承套3在径向方向上的窜动减少转动时会发出的噪音。
19.转轴6在启动一段时间后，转轴6及轴承4会受热膨胀产生一定程度上的径向形变对轴承套3施加一定的压应力，而轴承套3也会随着各个系列的形变而发生形变，上述的形变并不是指肉眼能够直接观察到，而是一种趋势。为此转动轴承套3的其中一半边设置的销孔7内部设置有避空槽9来应对形变量，减少销孔7与销轴2的摩擦量，所以防止达到可控的温度阀值后热量持续增加，不影响正常的使用。
20.请参考图3避空槽9为销孔7向外圆周方向扩孔形成的，避空槽9的直径大于所述销孔7的直径。避空槽9的深度等于销孔7的深度，避空槽9是在销孔7的基础上制作出来的，而销孔7不能够完全向外圆周方向扩孔，需要预留未扩孔的一部分销孔7来进行轴承套3的限位。
21.在本实施例中，定位法兰1的一端面面向外周侧延伸形成一个法兰止口8，法兰止口8的外直径大于定位法兰1的外直径，法兰止口8在装设到基座5或电机机壳上的时候，定位法兰1通过法兰止口8与基座5卡合并搭接在基座5上，而法兰止口8上环形阵列式设置有多个固定孔，法兰止口8插设有固定螺栓，固定螺栓通过固定孔用于将所述定位法兰1固定设置在基座5或电机的壳体上。法兰止口8上的固定孔环形阵列式设置在法兰止口8上，但是在截面上看法兰止口8的固定孔的不与定位法兰1的外侧壁齐平，也就是说固定螺栓在固定孔上进给的时候不会和基座5抵接，固定孔所围设的直径大于定位法兰1的，因此在装设到基座5上时可以使固定基座5的位置不会与定位法兰1紧贴。在定位法兰1固定在基座5上的时候，定位法兰1尽量与基座5的孔位同轴心设置，而且选用的定位法兰1及轴承套3的外直径都需要比基座5的孔位小，而在装设的时候使定位法兰1及轴承套3与基座5的内壁留有一定的间隙用于缓和形变后的径向形变。
22.进一步地阐述，定位法兰1及轴承套3的外侧壁与基座5内侧壁为轴承4、转轴6高温发生径向膨胀预设有间隙，所述轴承套3通过销轴2与基座5间隙配合。定位法兰1的忽略法兰止口8部分外直径的选用以及轴承套3的选用都需要比基座或电机机壳的内直径要小，因
此轴承套3也会因为销轴2而限位于对应的位置而使轴承套3的外壁也不与基座5抵接；在轴系运行温度平衡后轴承4及轴承套3膨胀稳定轴承套3外圆与基座5孔零间隙配合，获得稳定的支撑，因此在整个支撑结构当中存在着主要的形变为法兰止口8，会发生一些微观趋势上的弯曲变形，但不会在转动的过程中因此而产生更多的热量且不会影响转轴6的正常工作。
23.在本实施例中，装配时候先将定位法兰1与轴承套3通过销轴2插接卡合好之后，将两者一起套入基座5还有电机机壳的输出一端的开口处，所以轴承套3用于套设在轴承4上，转轴6也同时穿过定位法兰1的中部，定位法兰1用于限制轴承套3在轴承4与定位法兰1之间滑动。优选的在安装轴承套3的时候，所选用的轴承套3的厚度小于轴承4与定位法兰1（指固定在基座5、电机机壳后的定位法兰1）之间的距离，因此在未启动前甚至是在刚刚启动后的一端时间内，轴承套3与定位法兰1之间是留有一定的间隙，也就是轴向间隙，当转轴6及轴承4在启动一端时间后会受热膨胀，这里的膨胀除了径向的还有轴向的，因此此处的轴向间隙能够缓冲轴向形变的，防止转轴6膨胀顶撑定位法兰1，延长其使用寿命。
24.综上所述，转轴6在各个环形阵列式分布的支撑结构的限制下，当转轴6及轴承4达到热平衡膨胀的时候，能够限制轴系在可控的范围内热变形，由于轴承套3与定位法兰1、基座5输出端开口均是同轴心设置的，所以就算轴承4发生热膨胀变形后也能够控制其相对于基座5输出端开口同轴心转动；所以能够提高转轴6在转动时候的精度。
25.值得一提的是，上述的所有间隙包括轴向间隙均是根据实际所使用的轴承4、转轴6的膨胀程度以及热形变量来进行定位法兰1、轴承套3的选用。具体的安装方法为，一、选用与基座5的输出端开口相比略小的定位法兰1及轴承套3，尺寸直接关系到间隙的大小，因此需要根据轴承4、转轴6的规格、材料进行考虑主要是热变形量的考量具体上面已经有提及这里不再阐述。二、将销轴2与定位法兰1按照其环形阵列式布置进行固定，两者的固定方式主要包括有销轴2热胀的方式过盈配合。三、将轴承套3依照已经固定好的销轴3安装卡合。四、固定螺栓使用将法兰止口8与基座5固定连接。
26.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：包括定位法兰（1）、轴承套（3）及多个销轴（2），所述定位法兰（1）与轴承套（3）同轴设置，所述销轴（2）贯穿定位法兰（1）并与定位法兰（1）固定连接，所述销轴（2）以定位法兰（1）的中心环形阵列式分布于定位法兰（1）上，所述轴承套（3）内开设有对应所述销轴（2）的销孔（7），所述销孔（7）以轴承套（3）的中心环形阵列式轴承套（3）上，所述销轴（2）与所述销孔（7）插接，所述轴承套（3）通过所述销轴（2）与定位法兰（1）滑动式连接，所述轴承套（3）的其中一半边设置的销孔（7）内部设置有避空槽（9）；所述定位法兰（1）的一端面面向外周侧延伸形成一个法兰止口（8），所述法兰止口（8）上环形阵列式设置有多个固定孔。2.如权利要求1所述的一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：所述法兰止口（8）插设有固定螺栓，固定螺栓通过固定孔用于将所述定位法兰（1）固定设置在基座（5）或电机的壳体上。3.如权利要求1所述的一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：所述避空槽（9）为销孔（7）向外圆周方向扩孔形成的，所述避空槽（9）的直径大于所述销孔（7）的直径。4.如权利要求3所述的一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：所述避空槽（9）的深度等于销孔（7）的深度。5.如权利要求1所述的一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：所述轴承套（3）用于套设在轴承（4）上，所述定位法兰（1）用于限制轴承套（3）在轴承（4）与定位法兰（1）之间滑动。6.如权利要求2所述的一种热膨胀补偿的高精度轴承支撑结构，其特征在于：所述轴承套（3）的外侧壁与基座（5）内侧壁预设有间隙，所述轴承套(3)通过销轴(2)与基座（5）间隙配合。

技术总结
本发明公开了本发明提供了一种轴承支承组件，涉及高速高温轴系技术领域，以解决轴系轴承在启动阶段轴承温度没有升起来之前轴承定位和在正常运行状态时轴承高温热平衡后膨胀所带来的径向尺寸变化对轴承间隙影响的技术问题，同时轴系轴向热伸长量可以由轴承套在定位销的导向下，延着轴系轴向尺寸伸长方向移动补偿；所述轴承支承组件包括定位法兰盘、定位销、轴承套、压紧端盖；本发明提供的轴承支承组件用于热牵伸辊轴系或其它高速高温轴系。组件用于热牵伸辊轴系或其它高速高温轴系。组件用于热牵伸辊轴系或其它高速高温轴系。


技术研发人员：程勇军 程可光 胡建波 胡可 王雪飞
受保护的技术使用者：佛山汇智莱机电科技有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/1