一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法及结构技术

本发明专利技术涉及一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，包括：S1：计算轴承在使用工况条件下产生的热态工作间隙值；S2：根据所述热态工作间隙值及使用工况限制选择紧固措施；S3：根据选择的紧固措施，计算固定结构产生的摩擦力矩；S4：若所述摩擦力矩小于轴承所承受的径向载荷，则调整固定结构的相关参数，确保所述摩擦力矩大于或等于所述径向载荷。本发明专利技术的解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法可有效解决因热态工作间隙产生轴承不定心的问题，保证齿轮的啮合精度，避免轴承与齿轮、壳体之间配合面发生微动磨损现象，提高轴承的使用性能，延长轴承的使用寿命，降低维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械设计领域，尤其涉及一种能够解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法。
技术介绍
在各类型航空发动机和燃气轮机应用中，齿轮传动系统是最主要的动力传输设备。齿轮传动系统内轴承作为旋转机械中的关键零件,影响着齿轮传动系统的动态性能、传动精度和使用寿命，关系到整个齿轮传动系统的性能发挥。通常，齿轮传动系统中轴承外环4’与壳体2’(或轴承座)紧配合的形式固定，为齿轮轴1’等旋转部件提供支撑；通过轴承内环3’与齿轮轴1’紧配合的形式，实现齿轮轴1’的平稳传动，如图1所示。由于轴承、齿轮轴1’和壳体2’(或轴承座)的材料、环境温度、转速和承受载荷的不同，尤其在高速(转速超过8000转/分)重载和温度范围宽(温差超度20℃)的工作状态下，轴承与齿轮轴1’、壳体2’(或轴承座)的配合关系由紧配合变为间隙配合，或由小间隙配合变为大间隙配合，如图2中所示的间隙5’。这种配合的变化将引起轴承的不定心现象，从而造成齿轮轴1’之间的相对位置改变，降低齿轮的啮合精度，造成齿轮、轴承的受力异常和齿轮系统的振动异常，使得轴承与齿轮、壳体2’之间配合面发生微动磨损。因此，我们需要一种可以解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，能够在高速重载和温度范围宽的工作状态下，轴承的装配位置依然保持稳定，保证齿轮的啮合精度，避免轴承与齿轮、壳体之间配合面发生微动磨损。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法及结构，用于解决轴承由于温差或高速产生的轴承不定心问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，包括：S1：计算轴承在使用工况条件下产生的热态工作间隙值；S2：根据所述热态工作间隙值及使用工况限制选择紧固措施，所述紧固措施包括1)在齿轮轴与轴承内环之间和/或在壳体与轴承外环之间在原始配合量的基础上增加热态工作间隙值，用于提高配合紧度；2)在轴承内环与齿轮轴之间和/或在轴承外环与壳体之间安装固定结构；2.1)若为上述步骤中的第2种紧固措施，则计算固定结构产生的摩擦力矩；2.2)若所述摩擦力矩小于轴承所承受的径向载荷，则调整固定结构的相关参数，确保所述摩擦力矩大于或等于所述径向载荷。进一步地，所述热态工作间隙值计算方法为 I i = I i 0 + Δ C F + Δ T S ]]> I o = I o 0 + Δ T h ]]>式中：Ii——工作状态的齿轮轴与轴承内圈配合量；Ii0——齿轮轴与轴承内圈的初始配合量；Io——工作状态的轴承外圈与轴承座配合量；Io0——轴承外圈与轴承座的初始配合量；ΔCF——齿轮轴与轴承内圈的配合变化量；——温升效应引起的齿轮轴与轴承内圈的配合变化量；——温升引起的轴承外圈配合变化量。本专利技术还提供了一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的结构，包括内环固定结构和外环固定结构；所述内环固定结构包括垫片和压紧螺母，所述垫片为型结构，垫片的一端置于轴承内环与齿轮轴之间，垫片的另一端置于压紧螺母的外侧，压紧螺母与齿轮轴端部的螺纹配合将所述垫片与轴承内环固定；所述外环固定结构包括固定垫圈和固定螺栓，所述固定垫圈与轴承外圈呈一定角度固定，固定螺栓穿过所述固定垫圈与壳体固定。进一步地，在所述垫片表面设有滚花，用于增大摩擦力。进一步地，所述一定角度为90度。进一步地，所述固定垫圈与轴承外圈为一体式结构。本专利技术的解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法及结构可有效解决因热态工作间隙产生轴承不定心的问题，保证齿轮的啮合精度，避免轴承与齿轮、壳体之间配合面发生微动磨损现象，提高轴承的使用性能，延长轴承的使用寿命，降低维护成本。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为现有技术的齿轮传动系统的轴承安装形式示意图。图2为现有技术的轴承与壳体、齿轮轴之间产生热态工作间隙的示意图。图3为本专利技术的解决因热态工作间隙产生轴承不定心的结构形式示意图。其中,1’-齿轮轴，2’-壳体，3’-轴承内环，4’-轴承外环，5’-间隙，31-垫片，32-压紧螺母，41-固定垫圈，42-固定螺栓。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术的解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，包括：S1：计算轴承在使用工况条件下产生的热态工作间隙值；S2：根据热态工作间隙值及使用工况限制选择紧固措施，紧固措施包括1)在齿轮轴与轴承内圈之间以及在轴承外圈与壳体之间在原始配合量的基础上增加热态工作间隙值，用于提高配合紧度，原始配合量是从手册上查询的公差值范围；2)在轴承内环与齿轮轴之间以及在轴承外环与壳体之间安装固定结构；使用工况限制指的是在有些空间不足的情况下，无法进行附加结构的设置，所以只能采用第1)种措施，即将热态工作间隙值增加到原始配合量中，对于空间较充裕而又要求径向载荷较大的情况下，则优先选用安装固定结构的方法；2.1)若为第2)种紧固措施，则计算固定结构产生的摩擦力矩；2.2)若摩擦力矩小于轴承所承受的径向载荷，则调整固定结构的相关参数，确保摩擦力矩大于或等于径向载荷。为解决因热态工作间隙产生轴承不定心问题，首先需计算轴承在工况条件下产生的热态工作间隙值。因轴承一般使用时是轴承内圈3’随齿轮轴1’转动、轴承外圈4’固定在壳体2’，下面便以上述轴承为例进行阐述。轴承内圈3’与齿轮轴1’工作状态配合的计算考虑了轴承温升、轴承转速对初始配合的影响，轴承外圈4’与壳体2’(或轴承座)工作状态配合的计算考虑了轴承温升对初始配合的影响，那么在工况条件下轴承产生的热态工作间隙值计算如下： I i 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，其特征在于，包括：S1：计算轴承在使用工况条件下产生的热态工作间隙值；S2：根据所述热态工作间隙值及使用工况限制选择紧固措施，所述紧固措施包括2.1)在齿轮轴与轴承内环之间和/或在壳体与轴承外环之间在原始配合量的基础上增加热态工作间隙值，用于提高配合紧度；2.2)在轴承内环与齿轮轴之间和/或在轴承外环与壳体之间安装固定结构；2. 2.1)若为第2)种紧固措施，则计算固定结构产生的摩擦力矩；2.2.2)若所述摩擦力矩小于轴承所承受的径向载荷，则调整固定结构的相关参数，确保所述摩擦力矩大于或等于所述径向载荷。

【技术特征摘要】
1.一种解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，其特征在于，包括：S1：计算轴承在使用工况条件下产生的热态工作间隙值；S2：根据所述热态工作间隙值及使用工况限制选择紧固措施，所述紧固措施包括2.1)在齿轮轴与轴承内环之间和/或在壳体与轴承外环之间在原始配合量的基础上增加热态工作间隙值，用于提高配合紧度；2.2)在轴承内环与齿轮轴之间和/或在轴承外环与壳体之间安装固定结构；2. 2.1)若为第2)种紧固措施，则计算固定结构产生的摩擦力矩；2.2.2)若所述摩擦力矩小于轴承所承受的径向载荷，则调整固定结构的相关参数，确保所述摩擦力矩大于或等于所述径向载荷。2.根据权利要求1所述的解决因热态工作间隙产生轴承不定心的方法，其特征在于，所述热态工作间隙值计算方法为式中：Ii——工作状态的齿轮轴与轴承内圈配合量；Ii0——齿轮轴与轴承内圈的初始配合量；IO——工作状态的轴承外圈与轴承座配合量；Io0——轴承外圈与轴承座的初始配合量；ΔCF——齿轮轴与轴承内圈的配合变化量；——温升效应引起的齿轮轴与轴承内圈的配合变化量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢彬，侯明曦，李国权，毛宏图，孔祥锋，郑凯，李芳，乔恒稳，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21