[发明专利]一种集成一体化轴承主轴单元

说明书

本发明提供了一种集成一体化主轴单元，包括主轴和套设在主轴上的集成外圈，主轴和集成外圈之间装配有一列四点角接触钢球和两列圆柱滚子，主轴外径和集成外圈内壁相对应的位置分别设置有弧形沟道和直线滚道，其中弧形沟道位于主轴的中段，直线滚道靠近集成外圈的两端，集成外圈的内壁设有限位槽，对容纳圆柱滚子的保持架进行限位，集成外圈内径两端和主轴之间设置有密封圈，主轴上在密封圈外侧固定设置有挡油环。该集成一体化主轴单元取消了传统主轴单元内圈与主轴以及外圈与壳体之间的配合，有效减小了轴向和径向尺寸，具有轴向窜动小，刚性好，精度高，安装方便，避免复杂的组装及调试，降低成本的特点。

技术领域

本发明属于滚动轴承设备技术领域，具体涉及一种集成一体化轴承主轴单元。

背景技术

主轴作为机械动力传递的结构而被广泛使用，例如使用在机床、机械传动、运动器械等。成品主轴单元主要由主轴、安装在主轴两端的轴承、以及安装在轴承外径上的壳体组成，另外还有一些辅助零件，例如轴承两侧的端盖、端盖内部或者外部防止污染和润滑油泄露的油封，对轴承进行预紧的弹簧、主轴内部填充供轴承润滑的润滑脂、端盖之间的调整垫片等，轴承的轴向窜动，通过预紧或者装配中球轴承端面之间加减垫片解决，解决主轴的轴向窜动是主轴单元使用中面临的重要问题。主轴的一侧安装皮带轮、齿轮或者联轴器，用于动力输入，主轴的另外一侧安装动力输出部件，将主轴安装在机体的壳体内部。采用成品主轴单元的优点是安装调整方便，精度高，标准化程度高，缺点是成本高，不能根据一些特殊使用工况进行调整。还有一部分主轴，是在具有一定空间的机械壳体上直接加工出座孔、座孔内安装轴承及油封，轴承内径安装主轴的方式，主轴的精度和寿命受加工和安装影响很大，这种情况在机床上比较常见，装配效率低，但可以根据具体使用情况进行调整。成品主轴单元使用在机械产品上，具有安装使用方便、精度高、使用寿命长、互换性好的优点，因此广泛使用在各种需要动力传递的部件中。

在一些特殊应用场合，特别是多主轴布置的场合，对主轴单元的体积要求比较严格，例如走心机中的动力单元。走心机是小型、精密高效的加工设备，在加工产品周围各个方向分布多种加工刀具，某些刀具带有动力设施，例如铣刀、钻头、丝锥等，具有动力设施的刀具简称为动力头，机床的动力头基本采用集中布置，由一台电机带动多个动力头旋转组成一套动力刀台，一套动力刀台可以完成多种加工，效率很高。但动力头之间的中心距离很小，采用常规的主轴单元，由于尺寸的限制，只能采用小体积的主轴单元，在这种情况下主轴的刚性、轴承的承载能力、动力传递能力都很有限，只能进行一些小尺寸加工和精加工，不能满足高负荷、高效率、大尺寸的加工要求。也有将多个主轴安装在壳体上的方案，轴承安装在壳体上，对壳体的加工要求高，轴承防护差，前后轴承的装配误差大，轴承之间也有公差和径向游隙等方面的误差，装配过程中需要对轴承进行精细的调整，很难使轴承的工作精度和寿命达到一致。使用过程中由于防护问题，轴承寿命很低，机床故障率高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种集成一体化轴承主轴单元，将前后轴承的内圈与主轴集成为一体，将前后轴承的外圈与主轴壳体集成为一体，形成集成一体化的主轴单元，在满足使用要求、主轴刚性相同的前提下，主轴单元的体积和尺寸减小，结构简化、紧凑，能够满足紧凑空间主轴单元的安装要求，在相同空间下主轴可以承受更大的载荷。为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案如下：

一种集成一体化轴承主轴单元，包括主轴和套设在所述主轴上的集成外圈，所述主轴沿外径设有一道主轴弧形沟道和两道主轴直线滚道，其中主轴弧形沟道位于主轴中段，主轴直线滚道分别靠近集成外圈的两端，集成外圈的内壁上设置有与主轴弧形沟道位置相对应的外圈弧形沟道和与主轴直线滚道位置相对应的外圈直线滚道；在主轴弧形沟道和外圈弧形沟道之间通过钢球保持架装配有一列钢球，所述钢球与主轴弧形沟道和外圈弧形沟道之间为四点角接触；在主轴直线滚道和外圈直线滚道之间分别通过圆柱滚子保持架装配有一列圆柱滚子；集成外圈两端与主轴外径表面之间设有密封圈。