CN204592020U - 一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，包括主轴、装配于主轴上的轴承、以及装配于所述轴承外侧的法兰；所述主轴上设有轴肩，所述法兰上设有凸肩，所述轴承安装于轴肩和凸肩构成的安装位内，所述轴肩对轴承内圈进行限位，所述凸肩对轴承外圈进行限位。本实用新型舍去轴箍的锁紧形式，简化了装配步骤，完美的消除主轴的轴向窜动和径向窜动；同时把轴承外圈与法兰内孔的配合优化为过渡配合，充分考虑到轴承的结构，增加了轴承的使用寿命；三位一体装配结构整体性强，整体刚性好，大大提高了光学码盘的机械位置精度，从而使编码器整体的测量精度和定位精度更加精准。

Description

一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构

技术领域

本实用新型涉及编码器领域，具体地说，特别涉及到一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构。

背景技术

绝对值式旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆，已经越来越广泛地应用于各种工业***中的角度、长度测量和定位控制；绝对式光电编码器的码盘上有许多道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码)，这就称为n位绝对编码器，这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，绝对式编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置，这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

保证光学码盘的机械装配位置是绝对式旋转光电编码器的关键所在，关系到编码器的读取精度，关系到其定位误差和测量误差，影响码盘机械位置的因素主要有：轴向窜动和径向窜动，那么对于夹紧法兰型光电绝对式编码器来说，由于码盘固定在主轴上，在能保证主轴的加工精度的前提下，轴承的装配就显得尤为重要，这也是现在光电旋转编码器结构设计的重点和难点所在；如何保 证轴承与主轴、法兰的配合结构可以消除整体轴向窜动和径向窜动，或将其控制在允许的误差范围之内，是现在所有编码器设计者共同面临的难题。

这时，就需要针对夹紧法兰型光电编码器设计一套主轴和法兰的结构，使其能够在与轴承配合后把轴的径向窜动和轴向窜动控制在范围之内，更好的保证光学码盘的机械位置。

参见图1，现有的一种轴承装配结构的轴承内圈和主轴3为过盈配合，且主轴3没有对轴承内圈有限位，法兰2与轴承外圈同样是过盈配合，也没有对轴承1的外圈有限位，首先这样的设计不利于轴承1的装配，轴承1的位置不好把握，其次是轴承外圈和法兰的过盈配合很容易对轴承造成损害，增大滚珠摩擦，造成温度过高，最重要的是这样设计几种配合度的叠加造成误差积累，使整机存在较大的轴向窜动和径向窜动，造成码盘读取精度的降低。

参见图2，现有的另一种轴承装配结构在主轴装配轴箍，以固定轴承1内圈，在一定程度上改善了轴承连带主轴3的轴向窜动，但是轴箍很容易发生弹性形变，并且装配时有应力的存在，对内圈固定时增加了风险，此种方案同样不能消除轴的径向窜动，且增加了装配的难度；此方案同样存在外圈与法兰2内孔过盈配合的问题，有轴承寿命减少的风险。

上述两者结构的缺陷在于：

1)从结构性上，这两种方案轴承外圈与法兰的配合均采用过盈配合，考虑到加工误差和配合误差，在一定程度上轴承外圈和法兰的配合会使轴承外圈有一定的形变量，影响到轴承的结构，增大了转动摩擦，并且对滚珠造成影响，致使轴承产生径向的窜动量，从而影响到码盘读取精度，影响编码器的定位和测量误差。

2)从技术性上，第一种方案只是对轴承进行了过盈配合，没有对内外圈有一个定位，故不能很好的消除轴承的轴向窜动，从而带动主轴和光学码盘的位置变化，造成读取精度的不准确，第二种方案虽然在一定程度上对轴承内圈有一个定位作用，但是轴箍在装配主轴的时候很容易产生弹性形变，产生应力，叠加了定位的误差，故也不能避免轴向窜动的误差过大。

3)从工艺性上，第一种装配结构无法对轴承定位，压制轴承过程中极易产生位置偏差，影响整机的装配，对装配轴承工装要求极高，且不好操作；第二种装配结构虽然对轴承内圈有一定的固定作用，但是也存在轴承装配时位置的偏差，且轴箍不易装夹在轴上，不利于装配。

综上，现有的编码器轴承配合结构设计都不能很好的控制主轴的轴向和径向窜动，从而不能固定码盘的机械位置，影响光学组件对码盘的读取及整机的定位精度和测量误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，以解决上述问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，包括主轴、装配于主轴上的轴承、以及装配于所述轴承外侧的法兰；所述主轴上设有轴肩，所述法兰上设有凸肩，所述轴承安装于轴肩和凸肩构成的安装位内，所述轴肩对轴承内圈进行限位，所述凸肩对轴承外圈进行限位。

优选的，所述轴承外圈和主轴采用过盈配合。

优选的，所述轴承外圈和法兰采用过渡配合，在轴承外圈和法兰配合面之间填充结构胶层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1)结构性上，本实用新型摒弃了法兰与轴承外圈的过盈配合，避免对轴承造成硬性伤害，主轴和法兰的结构已经把轴承限制在固定位置上，消除由于装配误差产生的轴向窜动，从结构上保证了三者配合的稳定性。

2)技术性上，本实用新型考虑到轴承内外圈的固定，并舍弃传统轴箍的形式，采用符合轴承游隙的配合形式，充分发挥轴承在整个编码器中的作用，对光学原件的机械位置和读取精度都有了充分的保证，是对夹紧法兰型光电绝对值编码器轴承装配的技术创新点。

3)工艺性上，本实用新型采用三位一体的结构设计，轴承充分定位，且一次装配即可，轴承法兰的过渡配合面填充结构胶，提高整机的刚性，完美的消除整机轴向窜动和径向窜动，在对机械位置有超高要求的光电旋转编码器来说是一次突破性的设计。

附图说明

图1为本实用新型所述的现有的轴承装配的结构示意图之一。

图2为本实用新型所述的现有的轴承装配的结构示意图之二。

图3为本实用新型所述的改进型光电绝对值编码器轴承装配结构示意图。

图4a为本实用新型所述的主轴的限位结构示意图。

图4b为本实用新型所述的主轴的限位原理示意图。

图5a为本实用新型所述的法兰的限位结构示意图。

图5b为本实用新型所述的法兰的限位原理示意图。

图6为实用新型所述的三位一体装配结构示意图。

图中标号说明：轴承1、法兰2、主轴3、轴肩4。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图3，本实用新型通过主轴3上增加一个用于对轴承内圈进行限位的轴肩4，以及在法兰2上增加一个用于对轴承1外圈进行限位的凸肩，轴承内外圈完全可以被上述结构进行定位，舍去轴箍的锁紧形式，简化了装配步骤，完美的消除主轴的轴向窜动和径向窜动；同时把轴承外圈与法兰内孔的配合优化为过渡配合，充分考虑到轴承的结构，增加了轴承的使用寿命；三位一体装配结构整体性强，整体刚性好，大大提高了光学码盘的机械位置精度，从而使编码器整体的测量精度和定位精度更加精准。

参见图4a和图4b，主轴3的设计充分考虑对轴承内圈的限制作用，其一体化设计只需对轴承进行傻瓜式安装，无需考虑轴承1的位置因素，简化装配步骤，且此设计增加了轴承的稳定性，大大降低轴向窜动的风险，为三位一体的装配提供了技术保证。

参见图5a和图5b，法兰2的设计从根本上弥补了轴承外圈无固定的缺陷，且对轴承1与法兰2配合进行优化，考虑到轴承1游隙0.003—0.018m(GB/T4604-1993)，根据轴承1与法兰2内孔配合公差带(GB/T 275-1993)，选用J7的过渡配合，在两者配合面加结构胶以增强其配合刚性，从而提升整体 的刚性强度，基本消除径向窜动的存在。

参见图6，主轴1的轴肩可以对内圈进行限位和固定，装配时直接压制到位即可，无须考虑轴承的位置；法兰2直接对轴承外圈进行限位和固定，且用结构胶填充于两者之间，大大提高了配合体整体的刚性强度，这样两端对轴承的锁定可以很好的消除轴向窜动，三位一体的配合则可以很好避免径向的窜动，完美解决当前编码器轴承装配结构设计的难题。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，包括主轴、装配于主轴上的轴承、以及装配于所述轴承外侧的法兰；其特征在于：所述主轴上设有轴肩，所述法兰上设有凸肩，所述轴承安装于轴肩和凸肩构成的安装位内，所述轴肩对轴承内圈进行限位，所述凸肩对轴承外圈进行限位。

2.根据权利要求1所述的改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，其特征在于：所述轴承外圈和主轴采用过盈配合。

3.根据权利要求1所述的改进型光电绝对值编码器轴承装配结构，其特征在于：所述轴承外圈和法兰采用过渡配合，在轴承外圈和法兰配合面之间填充结构胶层。