CN101049679A - 精密双面抛光机的主轴传动机构 - Google Patents
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Abstract
一种精密双面抛光机的主轴传动机构，包括机架、四个变频电机、驱动上抛光盘转动的长轴、驱动内齿圈转动的小轴、驱动下抛光盘转动的中轴以及驱动外齿圈转动的大轴，第一变频电机带动长轴转动，第二变频电机带动小轴转动，第三变频电机带动中轴转动，第四变频电机带动大轴转动；采用四个变频电机分别拖动上下抛盘、内齿圈、外齿圈的四动抛光原理来进行传动系统的设计，且采用轴套结构使四轴同心。本发明提供一种结构紧凑、可实现无级调速、加工过程平稳性佳、可有效提升抛光效率的精密双面抛光机的主轴传动机构。
Description
(一)技术领域
本发明涉及抛光机领域，尤其是一种精密双面抛光机的主轴传动机构。
(二)背景技术
原传统研抛机采用单电机带动，参见图1，通过齿轮传动系统实现上抛光盘22、下抛光盘23、内齿圈24、外齿圈25的转动，上下抛光盘与行星轮只有两种速度比，限制了双面抛光加工运动轨迹的变化，缺乏对速度的精确控制。
为了提高抛光效率，有人对抛光机的行星盘做了改进，如专利号为02292538.4，专利名称为双面抛光机行星盘的中国实用新型专利，公开了一种双面抛光盘，其行星盘上有3个偏心孔，3个偏心孔内分别放置3个分离器，每个分离器的孔径为103毫米。能够部分提高抛光的成品率，而且提高了抛光效率。但是，其仍然采用传统研抛机二轴或三轴传动方式。
存在的缺点是：(1)、结构复杂；(2)、不能实现无级调速；(3)、加工的平稳性差；(4)、抛光效率较低。
(三)发明内容
为了克服已有的双面抛光机的结构复杂、不能实现无级调速、加工的平稳性差、抛光效率低的不足，本发明提供一种结构紧凑、可实现无级调速、加工过程平稳性佳、可有效提升抛光效率的精密双面抛光机的主轴传动机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种精密双面抛光机的主轴传动机构，包括机架、四个变频电机、驱动上抛光盘转动的长轴、驱动内齿圈转动的小轴、驱动下抛光盘转动的中轴以及驱动外齿圈转动的大轴，所述的第一变频电机的输出轴与第一传动带连接来传动长轴，所述长轴底端连接长轴轴承，所述长轴轴承安装在机架上；所述的第二变频电机的输出轴与第二传动带连接来传动小轴，所述小轴底端连接小轴轴承，所述小轴轴承套装在长轴的外侧；所述的第三变频电机的输出轴与第三传动带连接来传动中轴，所述的中轴底端连接中轴轴承，所述中轴轴承套装在小轴的外侧；所述的第四变频电机的输出轴与第四齿轮传动连接，所述的第四齿轮通过键连接大轴，所述大轴底端连接大轴轴承，所述大轴轴承套装在中轴的外侧；所述的大轴轴承套上安装升降驱动装置，所述的升降驱动装置带有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端与长轴固定连接，所述大轴上设有可供键上下滑动的键槽。
作为优选的一种方案：所述的第一传动带为第一同步带；所述的第二传动带为第二同步带；所述的第三传动带为第三同步带；中间齿轮套装在第四变频电机的输出轴上，所述中间齿轮与第四齿轮啮合。
作为优选的再一种方案：所述长轴的上端装D级单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装方形座顶丝外球面球轴承，所述方形座顶丝外球面球轴承安装在长轴后轴承座内；所述小轴的上端装单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在小轴轴承座内；中轴前端安装一对反向的圆锥滚子轴承，后端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在中轴轴承座内；大轴与中轴轴承座滑动套接，采用间隙配合；大轴轴承座固定在工作台上，大轴与大轴轴承座间采用滚柱轴承，大轴后端放置一止推轴承。
进一步，所述升降驱动装置为液压缸或气缸。
本发明的有益效果主要表现在：1、结构紧凑；2、可实现无级调速、加工过程的软启动和软停止；3、对工件的冲击影响小，加工过程的平稳性佳；4、可有效提升抛光效率；5、能够承受工作压力和工作台的重力，加工精度高。
(四)附图说明
图1是传统的双面研磨抛光机的结构示意图。
图2是本发明的双面抛光机的结构示意图。
图3是抛光机的主轴机构的结构图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图2、图3，一种精密双面抛光机的主轴传动机构，包括机架1、四个变频电机、驱动上抛光盘转动的长轴6、驱动内齿圈转动的小轴7、驱动下抛光盘转动的中轴8以及驱动外齿圈转动的大轴9，第一变频电机2的输出轴与第一传动带10连接来传动长轴6，所述长轴6底端连接长轴轴承11，所述长轴轴承11安装在机架1上；第二变频电机3的输出轴与第二传动带12连接来传动小轴7，所述小轴7底端连接小轴轴承13，所述小轴轴承13套装在长轴6的外侧；第三变频电机4的输出轴与第三传动带14连接来传动中轴8，所述的中轴8底端连接中轴轴承15，所述中轴轴承15套装在小轴7的外侧；第四变频电机5的输出轴与第四齿轮16传动连接，所述的第四齿轮16通过键连接大轴6，所述大轴6底端连接大轴轴承17，所述大轴轴承17套装在中轴8的外侧；所述的大轴轴承套17上安装升降驱动装置，所述的升降驱动装置带有伸缩杆18，所述伸缩杆18的另一端与长轴6固定连接，所述大轴9上设有可供键上下滑动的键槽。
所述的第一传动带10为第一同步带；所述的第二传动带12为第二同步带；所述的第三传动带14为第三同步带；中间齿轮19套装在第四变频电机5的输出轴上，所述中间齿轮19与第四齿轮5啮合。
所述长轴6的上端装D级单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装方形座顶丝外球面球轴承，所述方形座顶丝外球面球轴承安装在长轴轴承座内；所述小轴7的上端装单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在小轴轴承座内；中轴8前端安装一对反向的圆锥滚子轴承，后端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在中轴轴承座内；大轴9与中轴轴承座15滑动套接，采用间隙配合；大轴轴承座固定在工作台20上，大轴9与大轴轴承座间采用滚柱轴承，大轴9后端放置一止推轴承。所述升降驱动装置为液压缸或气缸。
本实施例采用四个变频电机分别拖动上抛光盘22、下抛光盘23、内齿圈24、外齿圈25的四动抛光原理来进行传动系统的设计，且采用轴套结构使四轴同心，结构紧凑，可实现无级调速、加工过程的软启动和软停止，对工件的冲击影响小，加工过程的平稳性佳。
第一变频电机2通过第一同步带及带轮将旋转运动传至长轴6，工作时上抛光盘22下降，长轴6通过连接件与上抛光盘22相连，使上抛光盘22旋转；第二变频电机3通过第二同步带及带轮将旋转运动传至小轴7，小轴7与内齿圈24相连，使内齿圈24旋转；第三变频电机4通过第三同步带及带轮将旋转运动传至中轴8，中轴8与下抛光盘23相连，使下抛光盘23旋转；第四变频电机5通过一对齿轮把运动传递到大轴9，大轴9与外齿圈25相连，使外齿圈25运动；同时升降驱动装置(液压缸)26活塞的运动使伸缩杆18推动上下移动，最终使外齿圈25位置可以上下调整。
对于双面抛光机结构而言，其核心部分是带动上、下抛光盘及内齿圈及外齿圈旋转的主轴机构。下面参照图3，分别对该结构做详细的设计：
由于主轴组件要保证一定的加工精度并承受工作压力和工作台的重力，因此要求有好的精度、刚度和承载能力。
上抛光盘22运动传递过程：第一变频电机2——第一皮带轮——键——长轴6——键——带动圆螺母——上抛光盘22。为了保证上抛光盘22的旋转精度和位置精度，长轴6的旋转精度和刚度是关键。因此在长轴的前端装精度高、刚性好的D级单列向心球轴承和单列推力球轴承，后轴承装了方形座顶丝外球面球轴承。这样两个方向的轴向力和径向力都能承受，保证有一定的旋转精度和刚度；
内齿圈24运动的传递过程：第二变频电机3——第二皮带轮——键——小轴7——键——内齿圈座——内齿圈24。为了保证内齿圈24的旋转精度和位置精度，小轴7的旋转精度和刚度是关键。因此小轴前端用单列向心球轴承和单列推力球轴承，后端长轴与小轴之间采用滚针轴承，其径向结构紧凑且承载能力大，同时保证长轴与小轴的平行度，小轴与支承体间放置一止推轴承，承受轴向力。
下抛光盘23运动的传递过程：第三变频电机4——第三皮带轮——键——中轴8——下抛光盘座——下抛光盘23。为了保证下抛光盘23运动的旋转精度和位置精度，中轴8的旋转精度和刚度是关键。下抛光盘通过螺钉固定在下抛光盘座上，定位面是下抛光盘座的端面及其下抛光盘定位销的外圆表面。中轴前端采用一对反向的圆锥滚子轴承安装在中轴轴承座上，后端中轴与小轴间也采用滚针轴承，使其径向结构紧凑，承载能力大，保证中轴与小轴间的平行度，中轴与支承体间放置一止推轴承，承受轴向力。
外齿圈25做旋转运动和调整位置的上下移动。旋转运动的传递：第四变频电机5——齿轮——键——齿轮——键——大轴9——外齿圈座——外齿圈25。上下调整运动传递：空气压缩机——液压缸26——伸缩杆18——轴承座——轴承——大轴——外齿圈座——外齿圈25。外齿圈25由于既要旋转又要移动，旋转精度和位置精度相对较低。大轴9在中轴轴承座滑移，采用间隙配合。大轴轴承座固定在工作台20上，大轴与大轴轴承座间采用滚柱轴承，可以承受较大径向力，径向结构紧凑。后端用放置一止推轴承，承受轴向力。
Claims (4)
1、一种精密双面抛光机的主轴传动机构，其特征在于：所述的主轴传动机构包括机架、四个变频电机、驱动上抛光盘转动的长轴、驱动内齿圈转动的小轴、驱动下抛光盘转动的中轴以及驱动外齿圈转动的大轴，第一变频电机的输出轴与第一传动带连接来传动长轴，所述长轴底端连接长轴轴承，所述长轴轴承安装在机架上；第二变频电机的输出轴与第二传动带连接来传动小轴，所述小轴底端连接小轴轴承，所述小轴轴承套装在长轴的外侧；第三变频电机的输出轴与第三传动带连接来传动中轴，所述的中轴底端连接中轴轴承，所述中轴轴承套装在小轴的外侧；第四变频电机的输出轴与第四齿轮传动连接，所述的第四齿轮通过键连接大轴，所述大轴底端连接大轴轴承，所述大轴轴承套装在中轴的外侧；所述的大轴轴承套上安装升降驱动装置，所述的升降驱动装置带有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端与长轴固定连接，所述大轴上设有可供键上下滑动的键槽。
2、如权利要求1所述的精密双面抛光机的主轴传动机构，其特征在于：所述的第一传动带为第一同步带；所述的第二传动带为第二同步带；所述的第三传动带为第三同步带；中间齿轮套装在第四变频电机的输出轴上，所述中间齿轮与第四齿轮啮合。
3、如权利要求1或2所述的精密双面抛光机的主轴传动机构，其特征在于：所述长轴的上端装D级单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装方形座顶丝外球面球轴承，所述方形座顶丝外球面球轴承安装在长轴后轴承座内；所述小轴的上端装单列向心球轴承和单列推力球轴承，底端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在小轴轴承座内；中轴前端安装一对反向的圆锥滚子轴承，后端安装滚针轴承，所述滚针轴承安装在中轴轴承座内；大轴与中轴轴承座滑动套接，采用间隙配合；大轴轴承座固定在工作台上，大轴与大轴轴承座间采用滚柱轴承，大轴后端放置一止推轴承。
4、如权利要求3所述的精密双面抛光机的主轴传动机构，其特征在于：所述升降驱动装置为液压缸或气缸。
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