一种角接触球轴承预紧力控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于角接触球轴承预紧力调整设备技术领域。为了解决在角接触球轴承安装时设置的预紧力，无法满足其运行过程中实际所需预紧力的问题，本实用新型专利技术公开出了一种角接触球轴承预紧力控制装置。该装置包括外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒；外套筒贴紧套设在压电陶瓷套筒的外表面，内套筒贴紧穿设在压电陶瓷套筒的内表面，压电陶瓷套筒的端部与待调节角接触球轴承的外圈沿轴向绝缘接触，外套筒和内套筒均为导电材质并且分别与同一电源的正负极连接。采用本实用新型专利技术的装置，可以根据角接触球轴承的工况变化，对角接触球轴承的预紧力进行实时主动调节和控制，保证角接触球轴承持续运转在最佳状态，提高其使用性能和寿命。

A preload control device for angular contact ball bearing

【技术实现步骤摘要】
一种角接触球轴承预紧力控制装置
本技术属于角接触球轴承预紧力调整设备
，具体涉及一种角接触球轴承预紧力控制装置。
技术介绍
角接触球轴承是高速旋转机械最主要的支承方式之一，被广泛应用于高速机床、航空发动机、电动机、汽车、高速离心机等领域。其中，角接触球轴承在安装时一般都需要进行预紧设置，合适的预紧力可以消除轴承游隙、控制滚动体的自转打滑，从而提高主轴刚性和旋转精度。然而，在角接触球轴承的运行过程中，随着其温度和转速等工况的变化，安装时设置的预紧力实际上是无法满足轴承实时运行工况的变化需求，从而使角接触球轴承处于非最佳预紧状态运行，进而引起角接触球轴承温升加剧，寿命降低。因此，在角接触球轴承运行过程中，根据轴承温升和转速等工况的变化而对预紧力进行动态控制，对提高角接触球轴的性能和寿命具有重要意义。
技术实现思路
为了解决在角接触球轴承安装时设置的预紧力，无法满足其运行过程中实际所需预紧力的问题，本技术提出了一种角接触球轴承预紧力控制装置，可以对运行中的角接触球轴承进行预紧力的实时调整，从而满足不同工况中角接触球轴承对预紧力的要求。该装置包括外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒；其中，所述外套筒贴紧套设在所述压电陶瓷套筒的外表面，所述内套筒贴紧穿设在所述压电陶瓷套筒的内表面，所述压电陶瓷套筒的端部与待调节角接触球轴承的外圈沿轴向绝缘接触，所述外套筒和所述内套筒均为导电材质并且分别与同一电源的正负极连接。优选的，所述外套筒与所述压电陶瓷套筒之间设有圆周方向的定位，所述压电陶瓷套筒与所述内套筒之间设有圆周方向的定位。进一步优选的，所述外套筒的内表面设有沿轴向分布的第一凸台，所述压电陶瓷套筒的外表面设有与所述第一凸台插装配合的第一凹槽；所述压电陶瓷套筒的内表面设有第二凸台，所述内套筒的外表面设有与所述第二凸台插装配合的第二凹槽。优选的，该装置还包括垫圈；所述垫圈为绝缘材质，并且位于所述压电陶瓷套筒的端部，与待调节角接触球轴承的外圈直接接触。进一步优选的，所述压电陶瓷套筒的轴向尺寸小于所述外套筒的轴向尺寸和所述内套筒的轴向尺寸，所述垫圈的截面为凸形结构并且凸出部分延伸至所述外套筒和所述内套筒之间与所述压电陶瓷套筒的轴向端面接触。进一步优选的，所述垫圈设有线孔；所述线孔贯穿所述垫圈的内外表面，用于穿设与所述内套筒连接的导线。进一步优选的，所述垫圈采用硬质陶瓷材质。优选的，所述外套筒的外表面和所述内套筒的内表面均设有绝缘涂层。优选的，所述外套筒和所述内套筒采用硬质导电材质。进一步优选的，所述外套筒和所述内套筒采用不锈钢材质。采用本技术的角接触球轴承预紧力控制装置用于角接触球轴承的预紧力设置，具有以下有益技术效果：在本技术中，基于压电陶瓷的逆压电效应，通过在分别与同一电源正负极连接的外套筒和内套筒之间设置一个压电陶瓷套筒，利用控制外套筒与内套筒之间形成的电场强度变化，对压电陶瓷套筒产生沿轴向的可控应变。这样，采用本装置就可以对运行过程中的角接触球轴承进行预紧力调整，即根据角接触球轴承运行过程中的温度变化和转速变化，实时调整外套筒与内套筒之间的电场强度，达到对压电陶瓷套筒沿轴向应变的调整，实现对角接触球轴承预紧力的主动调节和控制，满足角接触球轴承预紧力根据工况变化的实时调整，保证角接触球轴承持续运转在最佳状态，提高其使用性能和寿命。附图说明图1为本实施例角接触球轴承预紧力控制装置的结构示意图；图2为将本实施例角接触球轴承预紧力控制装置安装在背靠背方式布设的两个角接触球轴承之间的结构示意图；图3为将本实施例角接触球轴承预紧力控制装置安装在面对面方式布设的角接触球轴承与定位结构之间的结构示意图；图4为图1中A-A处的截面示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步详细介绍。结合图1所示，本实施例的角接触球轴承预紧力控制装置1，包括外套筒11、内套筒12和压电陶瓷套筒13。其中，外套筒11贴紧套设在压电陶瓷套筒13的外表面，内套筒12贴紧穿设在压电陶瓷套筒13的内表面，形成外套筒11和内套筒12将压电陶瓷套筒13夹持在中间的结构形式。同时，外套筒和内套筒均为导电材质并且分别与同一电源的正负极连接，压电陶瓷套筒的端部则与待调整角接触球轴承的外圈保持绝缘接触。此时，基于压电陶瓷的逆压电效应，通过外套筒和内套筒分别与同一电源正负极的连接，对压电陶瓷套筒产生并施加电场，从而使压电陶瓷套筒产生可控的应变。其中，应变遵循基本的逆压电方程为：ΔLj＝dijEiΔL为应变，d为电压常数，E为电场强度，i和j分别为电场和应变方向。这样，在角接触球轴承运行过程中，根据轴承温度和转速的实时变化，通过控制外套筒和内套筒之间所形成电场的强度变化，可以使压电陶瓷套筒产生相应的可控应变，从而实现对角接触球轴承预紧力的主动调节和控制，满足角接触球轴承预紧力根据工况变化的实时调整，保证角接触球轴承持续运转在最佳状态，提高其使用性能和寿命。结合图2和图3所示，本实施例的角接触球轴承预紧力控制装置1，既可以安装在两个背靠背方式布设的角接触球轴承2之间，也可以安装在两个面对面方式布设的角接触球轴承2中角接触球轴承2与定位结构3之间。优选的，结合图4所示，在外套筒11的内表面设有沿轴向分布的第一凸台111，在压电陶瓷套筒13的外表面设有与第一凸台111插装配合的第一凹槽131，在压电陶瓷套筒13的内表面设有第二凸台132，在内套筒12的外表面设有与第二凸台132插装配合的第二凹槽121。此时，借助第一凸台与第一凹槽之间的轴向插装配合以及第二凸台与第二凹槽之间的轴向插装配合，可以实现对外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒三者之间沿圆周方向的定位，防止压电陶瓷套筒因受到扭矩而在径向位置处产生偏移，保证压电陶瓷套筒在电场下产生应变的可控性，提高对角接触球轴承预紧力的精准调整。进一步，将凸台和凹槽设计为完全贯穿型结构，即第一凸台分布在外套筒的整个轴向尺寸上，第一凹槽和第二凸台分布在压电陶瓷套筒的整个轴向尺寸上，第二凹槽分布在内套筒的整个轴向尺寸上。这样，不仅便于外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒三者之间的插装连接，而且可以使压电陶瓷套筒沿轴向的两个方向同时进行应变，从而提高对角接触球轴承进行预紧力调整的稳定性和精准性，尤其是用于背靠背方式布设角接触球轴承的预紧力调整时，可以对两个角接触球轴承的预紧力进行同步调整，保证两个角接触球轴承的同步工作。同样，在其他实施例中，也可以采用其他方式进行外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒三者之间沿圆周方向的定位，例如沿直径方向设置定位销。结合图1所示，在本实施例的角接触球轴承预紧力控制装置1中，还设有两个垫圈14。垫圈14为绝缘材质，并且分别位于压电陶瓷套筒13的两端，用于与待调节角接触球轴承的外圈进行直接接触，从而避免压电陶瓷套筒直接与待调节角接触球轴承接触时可能发生的导电问题。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角接触球轴承预紧力控制装置，其特征在于，包括外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒；其中，所述外套筒贴紧套设在所述压电陶瓷套筒的外表面，所述内套筒贴紧穿设在所述压电陶瓷套筒的内表面，所述压电陶瓷套筒的端部与待调节角接触球轴承的外圈沿轴向绝缘接触，所述外套筒和所述内套筒均为导电材质并且分别与同一电源的正负极连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种角接触球轴承预紧力控制装置，其特征在于，包括外套筒、内套筒和压电陶瓷套筒；其中，所述外套筒贴紧套设在所述压电陶瓷套筒的外表面，所述内套筒贴紧穿设在所述压电陶瓷套筒的内表面，所述压电陶瓷套筒的端部与待调节角接触球轴承的外圈沿轴向绝缘接触，所述外套筒和所述内套筒均为导电材质并且分别与同一电源的正负极连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外套筒与所述压电陶瓷套筒之间设有圆周方向的定位，所述压电陶瓷套筒与所述内套筒之间设有圆周方向的定位。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述外套筒的内表面设有沿轴向分布的第一凸台，所述压电陶瓷套筒的外表面设有与所述第一凸台插装配合的第一凹槽；所述压电陶瓷套筒的内表面设有第二凸台，所述内套筒的外表面设有与所述第二凸台插装配合的第二凹槽。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括垫圈；所述垫圈为绝缘材质，并且位于所述压电陶瓷套筒的端部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保民，南洋，滕飞，齐湛江，王综，黄金鑫，钨再新，刘洪芹，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62