用于减速器壳体的轴承压装设备及压装方法

摘要

本发明公开了一种用于减速器壳体的轴承压装设备及压装方法，可提高同轴度且可提高压装效率。上述压装设备包括安装在机架底座上的设置有载物台的定位芯轴以及机架顶梁上的压头，压头上设置有压头通孔及一组凸台，压头通孔的直径大于定位芯轴的直径，压头的轴心线、压头通孔的轴心线以及定位芯轴的轴心线重合，载物台包括用于支撑由下至上依次套接在定位芯轴上的第二轴承、减速器壳体的轴承座和第一轴承的载置面，压头上的凸台在一次下压行程中通过下压第一轴承驱使第一轴承和第二轴承被压入轴承座内，另外，机架外部设置有油脂注入系统，在第一轴承和第二轴承被压入轴承座内后可对轴承缝隙准确注入油脂，压装和注油脂所需时间较短，生产效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于刮水电机的减速器壳体的轴承压装设备及压装方法。

背景技术

刮水电机上的减速器壳体组件是刮水电机上的重要零件之一。该电机要正常工作，必须保证定子、转子、减速器壳体之间的相对位置准确以及减速器壳体的轴承座与轴承座内的两个轴承配合良好，影响两个轴承与轴承座的配合因素有：轴承的压装方法、两个轴承之间注入油脂的多少、注入油脂的部位以及油脂注入的均匀程度等。

现有的压装工艺为：

先将第二轴承套接在机架上的下芯轴上，下芯轴的中央开有下芯轴通孔，再将减速器壳体的轴承座通过压头下压直至第二轴承嵌入轴承座内，然后将上芯轴的下部嵌入下芯轴的下芯轴通孔内，上芯轴的上部外嵌有第一轴承，通过压头将上芯轴和第一轴承一同压入轴承座内，最后将上芯轴和下芯轴一同取出。

在上述压装工艺基础上，根据上芯轴和下芯轴的尺寸大小可将上述压装工艺进一步分为直压法和涨压法。

直压法，采用的上芯轴的上部直径以及下芯轴的直径都比轴承内孔的直径小0.015mm，两个轴承被压进轴承座内后，每个轴承的轴承内孔的直径缩小0.005mm，两个轴承的轴承内孔的同轴度为0.006-0.01mm。由于两个轴承的轴承内孔的同轴度较低，导致输出轴与轴承的配合较差、电机摩擦大、电流大、电机发热快等缺陷，使得电机整体性能较差。

涨压法，采用的上芯轴的上部直径以及下芯轴的直径都比轴承的轴承内孔大0.01mm，两个轴承被压进轴承座内后，轴承内孔被涨大，每个轴承的轴承内孔的直径被涨大0.003mm，两个轴承的轴承内孔的同轴度为0.005-0.008mm。由于涨压法采用的相关芯轴的直径比轴承内孔的直径大，相关芯轴插入轴承内孔后很难通过普通方法与轴承分离，因此需要采用下汽缸硬性将相关芯轴退出，相关芯轴退出后，由于轴承内孔失去支撑，轴承内孔在轴承座作用下发生收缩，这就导致轴承的外壁与轴承座之间会产生间隙，间隙的产生会导致轴承相对轴承座窜动，当轴承使用一段时间后，轴承座内的轴承还可能从轴承座退出，严重影响电机的正常使用。此外，由于采用双动气压机，不仅成本高，而且操作十分不便。

无论是直压法还是涨压法，都须先将一个轴承压入，再将另一个轴承压入，因此轴承的压装效率较低，且两个轴承的轴承内孔的同轴度较低。

两个轴承被压进轴承座后，需要在两个轴承之间的轴承缝隙中涂油脂，这样有利于减少摩擦，降低电机噪音和延长电机的使用寿命。但目前的涂油脂方法为：先将油脂刷伸入轴承内孔中，再将油脂刷在两个轴承之间的轴承缝隙中，由于采用手工操作，且轴承内孔空间狭小，使得油脂很难均匀充满轴承缝隙，这就导致轴承在使用时润滑效果较差，轴承的使用寿命较短，而且油脂刷存在脱毛现象，会给电机带来安全隐患。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可提高同轴度且可提高压装效率的用于减速器壳体的轴承压装设备及压装方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于减速器壳体的轴承压装设备，包括机架，所述机架包括机架底座和机架顶梁，

还包括安装在机架底座上的设置有载物台的定位芯轴，上述定位芯轴上方的机架顶梁上安装有压头，所述压头上设置有压头通孔，所述压头通孔的直径大于定位芯轴的直径，上述压头的轴心线、压头通孔的轴心线以及定位芯轴的轴心线重合；

所述载物台包括用于支撑由下至上依次套接在定位芯轴上的第二轴承、减速器壳体的轴承座和第一轴承的载置面，上述压头在一次下压行程中通过下压第一轴承驱使第一轴承和第二轴承被压入轴承座内。

进一步的是：所述压头的下端面上沿压头周向设置有一组用于下压第一轴承的凸台，当第一轴承和第二轴承被压入轴承座内时，所述定位芯轴的顶部位于压头上的压头通孔内，所述压头上的凸台环绕在定位芯轴外侧，且上述凸台与上述轴承座的顶面接触。

进一步的是：所述机架顶梁上设置有朝向机架底座的上限位柱，所述上限位柱下方的机架底座上设置有朝向上限位柱的下限位柱，当所述压头上的凸台通过下压轴承座的顶面使第一轴承与轴承座铆接时，上述上限位柱与下限位柱接触。

进一步的是：所述载物台上设置有载物台通孔，上述载物台通过载物台通孔与定位芯轴滑动配合，上述载物台下方的机架底座上安装有支撑台，所述支撑台上固连有一组与支撑台垂直的复位弹簧，所述复位弹簧的顶端与载物台固连。

进一步的是：所述支撑台与机架底座形成螺杆安装部，所述螺杆安装部上位于所述复位弹簧下方设置有用于安装螺杆的阶梯孔，所述载物台上位于复位弹簧上方设置有用于安装螺杆的螺纹孔，上述每个复位弹簧内设置有螺杆，所述螺杆的尾部与设置在载物台上的螺纹孔螺纹连接，上述螺杆的头部与所述阶梯孔配合。

进一步的是：所述定位芯轴内部设置有油脂通路，所述机架外部设置有油脂注入系统，所述油脂通路通过输油管与所述油脂注入系统相连，上述定位芯轴上沿定位芯轴周向设置有一组注油孔，所述注油孔与定位芯轴内部的油脂通路相连通且朝向被压入轴承座内的第一轴承和第二轴承之间的轴承缝隙。

进一步的是：所述油脂注入系统包括依次相连的气源、三通直动式电磁阀、内置压力表空气组合元件和输气管；

还包括汽缸，所述汽缸包括由汽缸盖体和汽缸壳体形成的腔室，所述腔室通过腔室内设置的活塞形成与输气管相连的上腔室以及用于储存油脂的下腔室，所述下腔室通过输油管与定位芯轴内部设置的油脂通路相连；

所述汽缸盖体上设置有标尺，所述标尺的底部位于上腔室内且与活塞相连，上述标尺的顶部位于汽缸盖体上方且设置有限位螺栓，上述标尺上套接有卸压弹簧，所述卸压弹簧的顶部与限位螺栓配合，上述卸压弹簧的底部安装在汽缸盖体上。

压装方法，包括机架，所述机架包括机架底座和机架顶梁，还包括以下步骤：

A、在机架底座上安装带有载物台的定位芯轴，在上述定位芯轴上方的机架顶梁上安装压头，所述压头上设置有压头通孔，所述压头通孔的直径大于定位芯轴的直径，上述压头的轴心线、压头通孔的轴心线以及定位芯轴的轴心线保持重合；

B、先将第二轴承套接在定位芯轴上并由定位芯轴上安装的载物台支撑上述第二轴承，且使上述第二轴承的轴心线与定位芯轴的轴心线保持重合；

C、再将减速器壳体的轴承座套接在定位芯轴上并置于上述第二轴承上，使轴承座的轴心线与定位芯轴的轴心线保持重合；

D、然后将第一轴承套接在定位芯轴上并置于上述减速器壳体的轴承座上，使所述第一轴承的轴心线与定位芯轴的轴心线保持重合；

E、在所述压头的下端面上沿压头周向设置一组凸台，通过压头上的凸台下压第一轴承使第一轴承和第二轴承被压入减速器壳体的轴承座内。

进一步的是：还包括步骤F，当第一轴承和第二轴承被压入减速器壳体的轴承座内后，通过压头上的凸台继续下压轴承座的顶面使第一轴承与轴承座铆接。

进一步的是：还包括步骤G，所述定位芯轴内部设置有油脂通路，所述机架外部设置有油脂注入系统，所述油脂通路通过输油管与所述油脂注入系统相连，上述定位芯轴上沿定位芯轴周向设置有一组注油孔，所述注油孔与定位芯轴内部的油脂通路相连通且朝向被压入轴承座内的第一轴承和第二轴承之间的轴承缝隙，在通过压头上的凸台继续下压轴承座的顶面使第一轴承与轴承座铆接的同时，通过注油孔向第一轴承与第二轴承之间的轴承缝隙中注入油脂。

本发明的有益效果是：

1、压头在一次下压行程中，通过下压第一轴承驱使第一轴承和第二轴承被压入减速器壳体的轴承座内，可使第一轴承和第二轴承的同轴度提高至0.002-0.004mm。

2、由于第一轴承和第二轴承是在压头下压过程中一起被压入减速器壳体的轴承座内，因此可以提高压装效率。

3、由于注油孔朝向第一轴承和第二轴承之间的轴承缝隙，因此可以保证油脂准确注入轴承缝隙内。

4、由于定位芯轴周向设置有一组注油孔，因此可以使油脂准确且较为均匀的注入到轴承缝隙内，可节约油脂的使用量，降低成本。

5、由于油脂注入过程可以在轴承压装过程完成后立即进行，前后相差时间很短，因此可显著提高生产效率。

6、通过油脂注入系统可控制油脂注入量，可保证轴承得到油脂的充分润滑。

7、符合清洁环保生产以及精益化生产的要求。

附图说明

图1为现有压装工艺中压装第二轴承的示意图；

图2为现有压装工艺中压装第一轴承的示意图；

图3为本发明的用于减速器壳体的轴承压装设备的示意图；

图4为图3中A区域的放大图；

图5为本发明中设置有凸台的压头的示意图；

图6为第一轴承和第二轴承通过压头上的凸台被压入轴承座内的示意图；

图7为定位芯轴上的注油孔与轴承缝隙之间的对应关系示意图；

图8为图7中B区域的放大图。

图中标记为：1-下限位柱，2-上腔室，3-汽缸盖体，4-支撑台，5-螺杆，6-复位弹簧，7-尾部，8-载置面，9-载物台，10-下端面，11-凸台，12-压头，13-机架，14-机架顶梁，15-上限位柱，16-机架底座，17-头部，18-阶梯孔，19-输油管，20-标尺，21-限位螺栓，22-卸压弹簧，23-输气管，24-内置压力表空气组合元件，25-三通直动式电磁阀，26-活塞，27-下腔室，28-汽缸壳体，29-汽缸，30-油脂注入系统，31-定位芯轴，33-轴承缝隙，34-载物台通孔，35-油脂通路，36-减速器壳体，37-轴承座，38-第二轴承，39-下芯轴，40-第一轴承，41-上芯轴，42-螺纹孔，43-压头通孔，44-轴承缝隙，45-顶梁通孔，50-下芯轴通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

由图1和图2可知，现有的压装工艺为：先将第二轴承38套接在机架上的下芯轴39上，下芯轴39的中央开有下芯轴通孔50，再将减速器壳体36的轴承座37通过压头12下压直至第二轴承38嵌入轴承座37内，然后将上芯轴41的下部嵌入下芯轴39的下芯轴通孔50内，上芯轴41的上部外嵌有第一轴承40，通过压头12将上芯轴41和第一轴承40一同压入轴承座37内，最后将上芯轴41和下芯轴39一同取出，上述压装工艺中使用的压头12是平底压头。

如图3至图8所示，本发明的用于减速器壳体的轴承压装设备，包括机架13，所述机架13包括机架底座16和机架顶梁14，还包括安装在机架底座16上的设置有载物台9的定位芯轴31，上述定位芯轴31上方的机架顶梁14上安装有压头12，所述压头上设置有压头通孔43，所述压头通孔43的直径大于定位芯轴31的直径，上述压头12的轴心线、压头通孔的轴心线以及定位芯轴31的轴心线重合；所述载物台9包括用于支撑由下至上依次套接在定位芯轴31上的第二轴承38、减速器壳体36的轴承座37和第一轴承40的载置面8，上述压头12在一次下压行程中通过下压第一轴承40驱使第一轴承40和第二轴承38被压入轴承座37内。上述结构中，载物台9可以固连在定位芯轴31的轴身上，也可以直接安装在机架底座16上或采用其它安装方式。采用上述结构，当第一轴承40和第二轴承38均被压入轴承座37内后，定位芯轴31的顶部位于压头12的压头通孔43内，由于第一轴承40和第二轴承38是在压头12的一次下压行程中都被压入轴承座37内，因此，第一轴承40和第二轴承38在被压入轴承座37内的过程中，即使第一轴承40的轴心线与第二轴承38的轴心线不能完全重合，也是朝同一侧偏移，而且第一轴承40和第二轴承38均套接在同一定位芯轴37上，综合以上因素使得第一轴承40和第二轴承38的同轴度可提高至0.002-0.004mm。上述第一轴承和第二轴承只是为了描述方便才加以区分。

如图7所示，所述压头12的下端面10上沿压头12周向设置有一组用于下压第一轴承40的凸台11，当第一轴承40和第二轴承38被压入轴承座37内时，所述定位芯轴31的顶部位于压头12上的压头通孔43内，所述压头12上的凸台11环绕在定位芯轴31外侧，且上述凸台11与上述轴承座37的顶面接触。上述结构中，一组凸台11的数量可以为3个，5个，7个，10个或其它数量。采用上述结构，可通过压头12上的一组凸台11将第一轴承40和第二轴承38压入轴承座37内，且通过压头12的继续下压使第一轴承40和轴承座37铆接，即通过上述一组凸台11下压轴承座37的顶面进而在轴承座37的顶面上形成一组凹槽，凹槽沿减速器壳体的轴向深度可为0.2mm，0.5mm，1mm，1.5mm，2mm，2.5mm等，优选为1-3mm，通过凹槽来限制轴承座37内的轴承的轴向位置，这样可以限制轴承座37内的第一轴承40和第二轴承38在使用过程中的轴向窜动。此外，设置有凸台后，可通过凸台将第一轴承和第二轴承压入轴承座，并通过凸台的继续下压可使第一轴承和轴承座铆接，整个过程通过压头的一次下压行程即可完成，显著提高了压装效率。

如图3所示，为了整个压装过程的安全性，避免由于压头12的下压行程过大使减速器壳体36发生损坏，所述机架顶梁14上设置有朝向机架底座16的上限位柱15，所述上限位柱15下方的机架底座16上设置有朝向上限位柱15的下限位柱1，当所述压头12上的凸台11通过下压轴承座37的顶面使第一轴承40与轴承座37铆接时，上述上限位柱15与下限位柱1接触。当上限位柱15与下限位柱1接触后，压头12无法继续下压，因此可以提高整个压装过程的安全性。另外，为了进一步增加安全性，上述压头12上方的机架顶梁14上可以设置顶梁通孔45，顶梁通孔45的直径与压头通孔43直径相同，且顶梁通孔45的轴心线与压头通孔43的轴心线重合，设置顶梁通孔45后，定位芯轴31可依次通过压头通孔43和顶梁通孔45伸出至机架顶梁14的上方，这样可以保证定位芯轴31不会碰撞机架顶梁14。

为了便于将压装完毕的减速器壳体从定位芯轴上取下，如图3所示，所述载物台9上设置有载物台通孔34，上述载物台9通过载物台通孔34与定位芯轴31滑动配合，上述载物台9下方的机架底座16上安装有支撑台4，所述支撑台4上固连有一组与支撑台4垂直的复位弹簧6，所述复位弹簧6的顶端与载物台9固连。压头下压过程中，载物台向支撑台移动，复位弹簧处于压缩状态，当压装过程完毕后，压头上移，载物台在复位弹簧的作用下上移，进而带动载物台上的减速器壳体上移，进而便于将压装完毕的减速器壳体从定位芯轴上取下。

如图3所示，为了进一步便于将压装完毕的减速器壳体从定位芯轴上取下，所述支撑台4与机架底座16形成螺杆安装部，所述螺杆安装部上位于所述复位弹簧6下方设置有用于安装螺杆的阶梯孔18，所述载物台9上位于复位弹簧6上方设置有用于安装螺杆的螺纹孔42，上述每个复位弹簧6内设置有螺杆5，所述螺杆5的尾部7与设置在载物台9上的螺纹孔42螺纹连接，上述螺杆5的头部17与所述阶梯孔18配合。采用上述结构，在压装过程中，螺杆5沿阶梯孔18向下移动，当压装完毕后，压头上移，在复位弹簧6的作用下，载物台9上移，载物台9的上移会带动螺杆5上移，当载物台9上移至极限位置时，螺杆5的头部17受到阶梯孔的限位，这时螺杆5的头部17与阶梯孔18配合，进而阻止载物台9继续上移，即对载物台9的移动起到限位作用，保证载物台9上的减速器壳体顺利取下。

为了便于向轴承缝隙中注入油脂，如图3至图8所示，所述定位芯轴31内部设置有油脂通路35，所述机架13外部设置有油脂注入系统30，所述油脂通路35通过输油管19与所述油脂注入系统30相连，上述定位芯轴31上沿定位芯轴31周向设置有一组注油孔33，所述注油孔33与定位芯轴31内部的油脂通路35相连通且朝向被压入轴承座37内的第一轴承40和第二轴承38之间的轴承缝隙44。通过油脂注入系统，可向定位芯轴内部的油脂通路注入油脂，通过注油孔，可将油脂注入轴承缝隙内，这样可准确的将油脂注入轴承缝隙内。上述结构中，一组注油孔33的数量可以为3个，5个，7个或其它数量。

上述油脂注入系统的实施方式有多种，例如现有技术中的双立柱大流量油脂加注系统、润滑油定量加注机或微量油脂定量加注系统等，但优选实施方式是：所述油脂注入系统30包括依次相连的气源、三通直动式电磁阀25、内置压力表空气组合元件24和输气管23，上述气源用于提供高压气体，上述内置压力表空气组合元件24用于控制和调整油脂注入系统中的气体压力；还包括汽缸29，所述汽缸29包括由汽缸盖体3和汽缸壳体28形成的腔室，所述腔室通过腔室内设置的活塞26形成与输气管23相连的上腔室2以及用于储存油脂的下腔室27，所述下腔室27通过输油管19与定位芯轴31内部设置的油脂通路35相连；所述汽缸盖体3上设置有标尺20，所述标尺20的底部位于上腔室2内且与活塞26相连，上述标尺20的顶部位于汽缸盖体3上方且设置有限位螺栓21，上述标尺20上套接有卸压弹簧22，所述卸压弹簧22的顶部与限位螺栓21配合，上述卸压弹簧22的底部安装在汽缸盖体3上。上述卸压弹簧22的顶部与限位螺栓21配合，是指卸压弹簧22的顶部由限位螺栓21限位。采用上述结构，一方面可向轴承缝隙内注入油脂，另一方面，三通直动式电磁阀25和内置压力表空气组合元件24可精确控制油脂注入量，即可向轴承缝隙内注入适量的油脂。由于油脂注入过多，造成浪费，提高生产成本，油脂注入过少，则摩擦力大，电机电流大，相应的上轴承和下轴承的磨损快，缩短电机寿命，因此精确控制油脂注入量对电机正常使用以及电机寿命至关重要。另外，在注油脂过程中，随着活塞不断下移，下腔室27内的油脂逐渐减少，并且活塞上连接的标尺也会随活塞不断下移，这样就可从汽缸外部直接观察下腔室内的油脂剩余情况。除此之外，当注油脂过程完毕后，需要通过三通直动式电磁阀25将油脂注入系统中的气体抽进，因油脂注入系统中残余的气体会推动活塞继续下移，活塞的继续下移一方面可能将过多的油脂注入到轴承缝隙内，另一方面，当将减速器壳体从定位芯轴上取下后，过多的油脂会从定位芯轴上的注油孔流出，造成污染，但即使通过三通直动式电磁阀25进行抽气，短时间内也可能无法将气体抽进，为了促使油脂注入系统中的气体更快的被抽进，在标尺上设置有卸压弹簧，由于在注油脂过程中，标尺不断下移促使卸压弹簧不断被压缩，当注油脂过程完毕后，随着油脂注入系统内气体的不断减少，压缩状态的卸压弹簧逐渐伸展，卸压弹簧的伸展会带动活塞上移，活塞的上移有助将汽缸的上腔室内的气体排出，也有助于将油脂注入系统内的气体被抽出，而且，活塞的上移可以避免过多的油脂注入到轴承缝隙内或从注油孔流出。

本发明的压装方法，包括机架13，所述机架13包括机架底座16和机架顶梁14，还包括以下步骤：

A、在机架底座16上安装带有载物台9的定位芯轴31，在上述定位芯轴31上方的机架顶梁13上安装压头12，所述压头12上设置有压头通孔43，所述压头通孔43的直径大于定位芯轴31的直径，上述压头12的轴心线、压头通孔43的轴心线以及定位芯轴31的轴心线保持重合；

B、先将第二轴承38套接在定位芯轴31上并由定位芯轴31上安装的载物台9支撑上述第二轴承38，且使上述第二轴承38的轴心线与定位芯轴31的轴心线保持重合；

C、再将减速器壳体36的轴承座37套接在定位芯轴31上并置于上述第二轴承38上，使轴承座37的轴心线与定位芯轴31的轴心线保持重合；

D、然后将第一轴承40套接在定位芯轴31上并置于上述减速器壳体36的轴承座37上，使所述第一轴承40的轴心线与定位芯轴31的轴心线保持重合；

E、在所述压头12的下端面10上沿压头12周向设置一组凸台11，通过压头12上的凸台11下压第一轴承40使第一轴承40和第二轴承38被压入减速器壳体36的轴承座37内。

为了限制第一轴承和第二轴承的轴向窜动，还包括步骤F，当第一轴承40和第二轴承38被压入减速器壳体36的轴承座37内后，通过压头12上的凸台11继续下压轴承座37的顶面使第一轴承40与轴承座37铆接。

为了准确的向轴承缝隙内注入油脂，还包括步骤G，所述定位芯轴31内部设置有油脂通路35，所述机架13外部设置有油脂注入系统30，所述油脂通路35通过输油管19与所述油脂注入系统30相连，上述定位芯轴31上沿定位芯轴31周向设置有一组注油孔33，所述注油孔33与定位芯轴31内部的油脂通路35相连通且朝向被压入轴承座37内的第一轴承40和第二轴承38之间的轴承缝隙44，在通过压头12上的凸台11继续下压轴承座37的顶面使第一轴承40与轴承座37铆接的同时，通过注油孔33向第一轴承40与第二轴承38之间的轴承缝隙44中注入油脂。