一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法技术

本发明专利技术提出了一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，包括圆锥滚子从原材料下料依次经过锻造、粗车削、精车削、热处理、硬车削以及超精磨工序；精车削工序中，在圆锥滚子的两个端部中心位置加工出向内凹陷的凹穴，且在球基面一端的凹穴根部中心位置加工出顶尖孔；本发明专利技术将现有的圆锥滚子经热处理后的粗磨和精磨工序，替换为车削加工的方式，即采用高精度数控车床对滚子进行一次装夹定位，在该定位状态下对滚子的外径表面与端部球基面进行车削，在滚子加工完成后，其球基面对外径表面的跳动量能够达到0.002mm，达到I级滚子的精度要求，有利于提高滚子的加工精度，并且这种加工方法能够缩短滚子的整个加工时间，提高了生产效率。高了生产效率。高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法


[0001]本专利技术属于风力发电机用圆锥滚子加工方法
，具体涉及一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法。

技术介绍

[0002]圆锥滚子轴承属于分离型轴承，轴承的内、外圈均具有锥形滚道，该类轴承按所装滚子的列数分为单列、双列和四列等不同的结构型式。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷。当轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，所以需要另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡。普通的、小型的圆锥滚子轴承已经标准化，能够满足各种工况条件下的正常使用。然而，在风力发电领域，由于风电场一般都位于比较偏远的地区，发电机在运行过程中受环境影响较大，一旦发生故障，将会造成严重的经济损失。而风力发电机主轴用圆锥滚子轴承使用性能的好坏，则是直接影响着发电机是否正常运转的重要零部件，目前，一般要求轴承的使用寿命要超过25年，但是由于主轴在运转过程中，其工况条件恶劣，轴承不仅受到轴向和径向方向的高载荷，还会受到较大的倾覆力矩，这对轴承的精度提出了较大的考验。
[0003]而轴承结构中，其内部圆锥滚子的精度则是制约轴承使用寿命长短的关键性因素，目前，圆锥滚子加工过程依次包括锻造、粗车、精车、热处理、粗磨、精磨以及超精磨工序，即圆锥滚子在经过热处理之后，需要在不同的磨床上进行粗磨和精磨，但是由于滚子的尺寸较大、要求精度高、要求可靠性高、使用寿命长，采用该方法不能够保证滚子实际精度达到设计精度，这是因为在经过热处理后，滚子需要以不同的装夹定位方式，在不同的磨床上对外径表面以及球基面分别进行磨削，加工完成后，成品滚子球基面对外径表面的跳动量达不到设计的要求，经实际试验，该跳动量只能够达到0.05mm左右，属于Ⅲ级精度，远远达不到滚子I级精度的质量要求。由于滚子的精度未满足设计要求，在装入轴承之后，会在使用过程中加快轴承疲劳、磨损的几率，从而影响轴承的使用寿命。此外，利用不同设备对滚子进行粗磨和精磨的加工方式，也会导致滚子加工效率低下的问题，因此，亟需一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，将现有的圆锥滚子经热处理后的粗磨和精磨工序，替换为车削加工的方式，即采用高精度数控车床对滚子进行一次装夹定位，在该定位状态下对滚子的外径表面与端部球基面进行车削，在滚子加工完成后，其球基面对外径表面的跳动量能够达到0.002mm，达到I级滚子的精度要求，有利于提高滚子的加工精度，并且这种加工方法能够缩短滚子的整个加工时间，提高了生产效率。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，包括圆锥滚子从原材料下料依次经过锻造、粗车削、精车削、热处理、硬车削以及超
精磨工序；精车削工序中，在圆锥滚子的两个端部中心位置加工出向内凹陷的凹穴，且在球基面一端的凹穴根部中心位置加工出顶尖孔；硬车削工序包括：步骤一、滚子的装卡定位，将滚子非工作端的凹穴对应装配在车床的三爪卡盘上，三爪卡盘的三个卡爪延伸至凹穴内，并紧贴于凹穴内壁位置；将车床顶尖对应插入滚子球基面一端凹穴中部的顶尖孔处，完成滚子的装夹定位；步骤二、滚子外径圆周面的车削；启动车床，滚子在步骤一的装卡定位状态下随着车床主轴一同旋转，在滚子旋转的过程中，利用车刀对滚子外径表面进行车削，直至车削至指定尺寸；步骤三、滚子球基面的车削；更换车刀，滚子在步骤一的装卡定位状态下随着车床主轴一同旋转，在滚子旋转的过程中，车刀对滚子球基面位置进行车削，直至车削至指定尺寸。
[0006]所述精车削工序中，凹穴呈圆柱盲孔状结构，凹穴的深度尺寸为3mm，凹穴内壁到滚子外壁的垂直距离为10
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20mm，凹穴的中心线、顶尖孔的中心线均与圆锥滚子的中心轴线相重合。
[0007]所述步骤一中，在滚子装夹定位完成后，滚子球基面一端的凹穴边沿与车床顶尖外表面之间留有退刀空隙。
[0008]所述步骤二中，车刀对滚子外径表面的车削过程包括粗车和精车两道工序，粗车完成后，滚子外径表面尺寸相对于成品的预留加工量为0.08
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0.10mm，精车完成后，滚子外径表面尺寸相对于成品的预留加工量为0.003
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0.006mm，剩余留量为超精磨留量。
[0009]所述步骤三中，车刀对滚子球基面的车削过程包括粗车和精车两道工序，粗车完成后，滚子球基面尺寸相对于成品的预留加工量为0.04
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0.05mm；精车完成后，滚子球基面尺寸相对于成品的预留加工量为0.002
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0.004mm；剩余留量为超精磨留量。
[0010]其中，精车削工序中，在圆锥滚子的两个端部中心位置加工出向内凹陷的凹穴，且在球基面一端的凹穴根部中心位置加工出顶尖孔；这样设置的目的是：滚子非球基面一端加工出凹穴结构是为了使车床的三爪卡盘能够置于该凹穴内，并紧贴于凹穴内壁；在球基面一端加工出顶尖孔，是为了使车床的顶尖能够对应插入该顶尖孔内，与车床三爪卡盘配合实现滚子的装卡定位；而在球基面一端加工出凹穴结构，主要原因在于滚子的球基面也需要进行车削，设置该凹穴能够在顶尖插入顶尖孔内之后，顶尖外壁与凹穴的边缘预留出足够的空间，在车刀对球基面进行车削时，可以起到退刀、让刀的作用，避免车刀与顶尖产生干涉。
[0011]其中，步骤二与步骤三中，滚子均在步骤一的装卡定位状态下进行车削加工，其目的是为了提高滚子的加工精度，主要是为了提高球基面相对于外径面的跳动精度；由于外径面的车削与球基面的车削均处于滚子的同一装卡定位状态下，可以替代现有技术中采用不同磨床、滚子不同装卡定位方式的情况，让球基面相对于外径面的跳动量达到I级滚子的精度要求，达到圆锥滚子设计时的形位公差要求，满足了圆锥滚子的精密加工需要；此外，这种采用一次装卡定位、车削成型的方式，能够缩短滚子在热处理之后、超精磨之前的加工时间，降低设备的成本投入、提高了加工效率。
[0012]本专利技术的有益效果为：
本专利技术将现有的圆锥滚子经热处理后的粗磨和精磨工序，替换为车削加工的方式，即采用高精度数控车床对滚子进行一次装夹定位，在该定位状态下对滚子的外径表面与端部球基面进行车削，在滚子加工完成后，其球基面对外径表面的跳动量能够达到0.002mm，达到I级滚子的精度要求，有利于提高滚子的加工精度，并且这种加工方法能够缩短滚子的整个加工时间，提高了生产效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术圆锥滚子的结构图；图2为本专利技术圆锥滚子在装卡定位后的示意图。
[0014]图中，1、凹穴一；2、凹穴二；3、顶尖孔；4、顶尖； 5、三爪卡盘。
具体实施方式
[0015]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0016]如图所示，一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，适用于大功率风力发电机的圆锥滚子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，其特征在于：包括圆锥滚子从原材料下料依次经过锻造、粗车削、精车削、热处理、硬车削以及超精磨工序；精车削工序中，在圆锥滚子的两个端部中心位置加工出向内凹陷的凹穴，且在球基面一端的凹穴根部中心位置加工出顶尖孔；硬车削工序包括：步骤一、滚子的装卡定位，将滚子非工作端的凹穴对应装配在车床的三爪卡盘上，三爪卡盘的三个卡爪延伸至凹穴内，并紧贴于凹穴内壁位置；将车床顶尖对应插入滚子球基面一端凹穴中部的顶尖孔处，完成滚子的装夹定位；步骤二、滚子外径圆周面的车削；启动车床，滚子在步骤一的装卡定位状态下随着车床主轴一同旋转，在滚子旋转的过程中，利用车刀对滚子外径表面进行车削，直至车削至指定尺寸；步骤三、滚子球基面的车削；更换车刀，滚子在步骤一的装卡定位状态下随着车床主轴一同旋转，在滚子旋转的过程中，车刀对滚子球基面位置进行车削，直至车削至指定尺寸。2.根据权利要求1所述的一种大功率风力发电机圆锥滚子轴承的圆锥滚子加工方法，其特征在于：精车削工序中，凹穴呈圆柱盲孔状结构，凹穴的深度尺寸为3mm，凹穴内壁到滚子外壁的垂直距离为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：郝文路，仲志丹，赵俊飞，杨慧萍，
申请(专利权)人：洛阳新强联回转支承股份有限公司，
类型：发明
国别省市：