CN102059373B - 分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置及加工方法。本发明包括：V型支座(9)，所述的V型支座(9)连接灰锁壳体(7)，所述的灰锁壳体连接内摆杆护罩(6)，所述的内摆杆护罩连接轴承环(5)，所述的灰锁壳体上连接轴套管(4)，所述的轴套管与所述的轴承环在同一轴线上，所述的轴套管的内、外端面和所述的轴承环的端面分别通过螺栓固定辅助支撑装置(1)，加长刀杆(2)穿过所述的辅助支撑装置并最终与落地式数控铣镗床(3)的主轴连接，所述的加长刀杆上具有一组镗刀安装方槽(10)，所述的镗刀安装方槽里面安装镗刀。本发明用于对长度长、跨距大且同轴度要求高的内孔进行镗削。

Description

分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置及加工方法

技术领域：

本发明涉及机械加工技术，具体涉及一种化工容器上分体式超长轴套管和轴承环的加工方法及辅助装置。

背景技术：

灰锁是鲁奇式碎煤加压气化炉重要配套设备，加压气化炉燃尽的煤灰进入灰锁进行冷却，经粉碎处理后排出。灰锁主要包括灰锁壳体7、内摆杆护罩6，轴套管4、轴承环5等功能部件，内摆杆护罩6是灰锁壳体7内部的基本组件，轴承环5安装在内摆杆护罩6上，轴套管4焊接在灰锁壳体7上（见图1所示）。灰锁工作时，液动内摆杆回转轴依次通过轴套管4、轴承环5拨动内摆杆护罩6内的阀杆及阀座控制灰锁壳体7上下两套法兰阀门的关闭和开启，因此灰锁壳体7上的轴套管4与内摆杆护罩6上的轴承环5之间有严格的同轴度要求，且该回转轴与内摆杆护罩6有位置度及垂直度要求以保证顺利回转。同时灰锁为双联动机构，两套轴套管4和轴承环5之间也有位置度及平行度要求。灰锁直径在2.6~3米之间，轴套管长度在750mm~850mm之间，轴套管4外端面距离轴承环5约1650mm~1850mm，由于轴套管4内孔加工长度较长，与之同轴的轴承环5为分体结构且距离很远，无法通过常规机械加工实现轴套管4与轴承环5之间同轴度以及两套轴套管4、轴承环5的轴线之间中心距尺寸及平行度要求。现有技术通常采用轴套管4、轴承环5单独镗孔加工完成后，通过心轴装焊在灰锁壳体7上，但是灰锁焊接后需进行去应力整体热处理，热处理之后各零部件均发生无法预测的变形、位移，因此轴套管4与轴承环5无法保证回转轴正常工作所需的同轴度，所以需要热处理后多次修磨轴承环甚至要重新装焊。这种制造方法存在后期工作量大，零件精度低，配合间隙大，无法保证内摆杆回转顺利等多种缺点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种分体式超长轴套管和轴承环内孔加工方法及辅助装置，特别适用于石油化工行业的含有分体式超长轴套管和轴承环的容器，如灰锁上安装的分体式超长轴套管和轴承环等加工长度长、跨距大且同轴度要求高的内孔进行镗削的加工。可满足各类型含有分体式超长轴套管和轴承环的容器上轴套管与轴承环之间严格的同轴度要求，及其轴线与容器整体的位置度及垂直度要求。同时满足不同轴线轴套管和轴承环中心线之间的中心距、平行度的要求。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置，其组成包括：V型支座，所述的V型支座连接灰锁壳体，所述的灰锁壳体连接内摆杆护罩，所述的内摆杆护罩连接轴承环，所述的灰锁壳体上连接轴套管，所述的轴套管与所述的轴承环在同一轴线上，所述的轴套管的内、外端面和所述的轴承环的端面分别通过螺栓固定辅助支撑装置，加长刀杆穿过所述的辅助支撑装置并最终与落地式数控铣镗床的主轴连接，所述的加长刀杆上具有一组镗刀安装方槽，所述的镗刀安装方槽里面安装镗刀；

所述的辅助支撑装置由一个固定圆盘及中心对称分布的四个可调紧固轴承顶尖组成，所述的固定圆盘上连接一组紧固螺钉和一组中心对称的卡紧螺钉；所述的固定圆盘表面分布有与轴套管和轴承环端面螺孔位置对应的螺孔，使用紧固螺钉将辅助支撑装置固定在轴套管和轴承环上，顶尖尾部为可调螺栓连接，顶部为四个自由转动的轴承，将加长刀杆紧固在四个可调紧固轴承顶尖组成的回转圆中，并可自由调整回转中心的位置。

一种利用所述的分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置进行分体式超长轴套管和轴承环内孔加工方法，包括以下步骤：

(1) 在灰锁壳体内部安装内摆杆护罩，将内孔留有加工余量的轴套管、轴承环分别焊接在灰锁壳体及内摆杆护罩上，其他零部件安装完毕后对灰锁进行消应力整体热处理；

(2) 热处理完毕后使用V型支座将灰锁安装在数控回转工作台上；

(3)将辅助支撑装置通过螺栓紧固在轴套管的内端面、外端面和轴承环的端面；

(4) 粗调各辅助支撑装置的可调紧固轴承顶尖与轴套管、轴承环内孔同心；

(5) 将加长刀杆依次穿过各辅助支撑装置；

(6) 精确控制落地式数控铣镗床的主轴移至轴套管、轴承环待加工的同心轴线处；

(7) 精调各辅助支撑装置直至加长刀杆与落地式数控铣镗床的主轴同心后，将加长刀杆与主轴连接；

(8) 在加长刀杆上装入镗刀块，对超长轴套管及大跨距的轴承环内孔镗削加工到要求尺寸。

有益效果：

1. 应用本方法和辅助装置在机床上对超长轴套管和轴承环内孔加工，特别适用于石油化工行业的含有体式超长轴套管和轴承环的容器（如灰锁）上安装的分体式超长轴套管和轴承环等加工长度长、跨距大且同轴度要求高的内孔进行镗削的加工。将工件整体装夹在数控回转工作台上，利用落地式数控铣镗床可精准定位的功能将其主轴对准轴套管与轴承环的加工轴线，加工过程中工件相对主轴的位置不再进行调整，主轴仅需要提供旋转及进给即可带动加长刀杆通过三件辅助支撑装置对轴套管与轴承环进行加工。加工任何部位时至少有两件辅助支撑装置对加长刀杆进行支撑，最大程度减少加长刀杆的挠度与圆跳动。辅助支撑装置的安装位置和装卡加长刀杆的支撑部位均可调节，使加长刀杆与机床主轴同心。

辅助支撑装置具有通用性，既可用紧固螺钉固定在工件端面，也可用卡紧螺钉紧箍在工件外圆，既不对工件本身造成任何破坏，也不依赖任何需精加工的内孔、表面作基准。加工过程中可根据实际情况任意安排轴套管与轴承环的加工顺序。该加工方法应用本辅助装置在落地式数控镗铣床上对分体式超长轴套管和轴承箱内孔进行加工，可保证各轴套管和轴承箱内孔的同轴度、不同轴线轴套管和轴承环中心线之间的中心距、平行度。应用这种方法解决了灰锁这类大型石化容器上进行分体式超长轴套管和轴承箱内孔镗削加工难题，保证了加工精度，提高了加工效率。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是辅助支撑装置在灰锁加工中的剖视图。

附图3是本发明辅助支撑装置结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置，其组成包括：V型支座9，所述的V型支座9连接灰锁壳体7，所述的灰锁壳体连接内摆杆护罩6，所述的内摆杆护罩连接轴承环5，所述的灰锁壳体上连接轴套管4，所述的轴套管与所述的轴承环在同一轴线上，所述的轴套管的内、外端面和所述的轴承环的端面分别通过螺栓固定辅助支撑装置1，加长刀杆2穿过所述的辅助支撑装置并最终与落地式数控铣镗床3的主轴连接，所述的加长刀杆上具有一组镗刀安装方槽10，所述的镗刀安装方槽里面安装镗刀。

所述的分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置，所述的辅助支撑装置由一个固定圆盘11及四个可调紧固轴承顶尖12组成，所述的固定圆盘上连接一组紧固螺钉13和一组卡紧螺钉14。

实施例2：

图1、图2是加工灰锁上轴套管4与轴承环5的结构示意图和剖视图。用于装卡灰锁的数控回转工作台8尺寸为3000mm×3000mmm。灰锁直径约2700mm，长度约4700mm，其上有长度780mm的轴套管4和与轴套管端面距离1700mm的轴承环5。轴套管4与轴承环5焊接在灰锁壳体7和内摆杆护罩6上，需加工的内孔均留有5mm加工余量。为保证通过轴套管4、轴承环5的内摆杆轴回转顺利，同组轴套管4与轴承环5之间有很高的同轴度要求，不同轴线轴套管4和轴承环5中心线之间的中心距、平行度要求。下文以上述轴套管4和轴承环5的加工为例说明本方法和辅助支撑装置对超长轴套管和轴承环内孔的加工。

图3是辅助支撑装置结构示意图，该装置包括辅助支撑装置1，加长刀杆2。辅助支撑装置1由一个固定圆盘11及四个可调紧固轴承顶尖12组成。固定圆盘11表面分布有与轴套管4和轴承环5端面螺孔位置对应的螺孔，使用紧固螺钉13将辅助支撑装置1固定在轴套管和轴承环上。如工件表面无螺孔，则可用固定圆盘11上中心对称的卡紧螺钉14将辅助支撑装置1紧箍在工件外圆上，绝不破坏工件。辅助支撑装置1中心对称分布有四个可调紧固轴承顶尖12。顶尖尾部为可调螺栓连接，顶部为四个自由转动的轴承，可将加长刀杆2紧固在四个可调紧固轴承顶尖组成的回转圆中，并可自由调整回转中心的位置。加长刀杆2即在辅助支撑装置1的支撑下进行加工，并且由于采用三件辅助支撑装置1，加工任何部位时至少有两件辅助支撑装置1对加长刀杆2进行支撑，最大程度减少加长刀杆2的挠度与圆跳动。

实施例3：

利用上述分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置进行分体式超长轴套管和轴承环内孔加工方法，包括以下步骤：

(1) 在灰锁壳体7内部安装内摆杆护罩6，将内孔留有加工余量的轴套管4、轴承环5分别焊接在灰锁壳体7及内摆杆护罩6上，其他零部件安装完毕后对灰锁进行消应力整体热处理；

 (2) 热处理完毕后使用V型支座9将灰锁安装在数控回转工作台8上；

(3) 将辅助支撑装置1通过螺栓紧固在轴套管4的内端面、外端面和轴承环5的端面；

(4) 粗调各辅助支撑装置1的可调紧固轴承顶尖12与轴套管4、轴承环5内孔同心；

 (5) 加长刀杆2依次穿过各辅助支撑装置1；

(6) 精确控制落地式数控铣镗床3的主轴移至轴套管4、轴承环5待加工的同心轴线处；

(7) 精调各辅助支撑装置1直至加长刀杆2与落地式数控铣镗床3的主轴同心后，将加长刀杆2与主轴连接；

(8) 在加长刀杆2上装入镗刀块，对超长轴套管及大跨距的轴承环内孔镗削加工到要求尺寸。

这样能保证各轴套管和轴承箱内孔的同轴度、不同轴线轴套管和轴承环中心线之间的中心距、平行度满足设计要求。

Claims (2)

1.一种分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置，其组成包括：V型支座，其特征是：所述的V型支座连接灰锁壳体，所述的灰锁壳体连接内摆杆护罩，所述的内摆杆护罩连接轴承环，所述的灰锁壳体上连接轴套管，所述的轴套管与所述的轴承环在同一轴线上，所述的轴套管的内、外端面和所述的轴承环的端面分别通过螺栓固定辅助支撑装置，加长刀杆穿过所述的辅助支撑装置并最终与落地式数控铣镗床的主轴连接，所述的加长刀杆上具有一组镗刀安装方槽，所述的镗刀安装方槽里面安装镗刀；

所述的辅助支撑装置由一个固定圆盘及中心对称分布的四个可调紧固轴承顶尖组成，所述的固定圆盘上连接一组紧固螺钉和一组中心对称的卡紧螺钉；所述的固定圆盘表面分布有与轴套管和轴承环端面螺孔位置对应的螺孔，使用紧固螺钉将辅助支撑装置固定在轴套管和轴承环上，顶尖尾部为可调螺栓连接，顶部为四个自由转动的轴承，将加长刀杆紧固在四个可调紧固轴承顶尖组成的回转圆中，并可自由调整回转中心的位置。

2.一种利用权利要求1所述的分体式超长轴套管和轴承环内孔加工辅助装置进行分体式超长轴套管和轴承环内孔加工方法，其特征是：包括以下步骤：

(1) 在灰锁壳体内部安装内摆杆护罩，将内孔留有加工余量的轴套管、轴承环分别焊接在灰锁壳体及内摆杆护罩上，其他零部件安装完毕后对灰锁进行消应力整体热处理；

(2) 热处理完毕后使用V型支座将灰锁安装在数控回转工作台上；

(3)将辅助支撑装置通过螺栓紧固在轴套管的内端面、外端面和轴承环的端面；

(4) 粗调各辅助支撑装置的可调紧固轴承顶尖与轴套管、轴承环内孔同心；

(5) 将加长刀杆依次穿过各辅助支撑装置；

(6) 精确控制落地式数控铣镗床的主轴移至轴套管、轴承环待加工的同心轴线处；

(7) 精调各辅助支撑装置直至加长刀杆与落地式数控铣镗床的主轴同心后，将加长刀杆与主轴连接；

(8) 在加长刀杆上装入镗刀块，对超长轴套管及大跨距的轴承环内孔镗削加工到要求尺寸。