CN102149513B - 用于加工轴承座或支承在轴承座中的支承轴颈的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在拆出轴承(4)时对环绕引导的轴(3)的轴承座(5)的支承面进行至少局部地进行的切削加工的装置，所述装置具有至少一个切削刀具(1)，所述切削刀具在通过拆出轴承(4)形成的、在轴承座(5)与容纳在轴承座中的支承轴颈(3)之间的缝隙中能旋转运动，尤其是用在通过轴瓦(4)滑动支承的轴(3)上，例如用在二冲程-大型柴油发动机的曲轴上。所述装置的特征在于，设有用于将切削刀具(1)固定在支承轴颈(3)上的固定装置(2)，该固定装置设置成，使得在加工轴承座(5)的支承面时所述支承轴颈(3)用作旋转的刀架，并且所述切削刀具(1)以纯旋转的切削运动沿轴承座(5)的支承面被引导，所述固定装置(2)设置成用于无残余物和无破坏地能重新拆卸地按力锁合和/或材料结合固定切削刀具(1)并且包括粘接层和/或至少一个软管夹。本发明还涉及一种相应的用于在拆出轴承(4)时加工环绕引导的轴(3)的支承轴颈(3)的支承面的装置，以及一种用于通过这种装置加工轴承座的支承面或支承轴颈的支承面的方法。

Description

用于加工轴承座或支承在轴承座中的支承轴颈的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在轴承已拆出时切削地加工轴承座的圆柱形支承面或加工支承在轴承座中的支承轴颈的圆柱形支承面的装置和方法，所述装置具有至少一个在旋转的切削运动中能在通过拆出轴承产生的缝隙中运动的切削刀具。本发明特别适用于加工利用较窄的径向轴瓦滑动支承的轴，例如二冲程大型柴油发动机的曲轴。

背景技术

在发动机和其它机械的必须在高的运行温度下较快地环绕引导旋转的轴的结构单元中，尤其是在例如用作船用发动机或发电厂用发动机的二冲程大型柴油发动机中，总是频繁出现轴承裂纹的情况，尤其当在前面所述的大型柴油发动机中作为滑动轴承轴瓦或两半式轴瓦使用以便在不同的支承轴颈上滑动支承轴时大多是这种情况。在此会出现这种情况，轴瓦或半体轴瓦保持悬挂在轴上、在本发明的大多数申请情况下保持悬挂在曲轴上并且与轴一起旋转。在这种情况下导致强烈地发热，这种发热导致局部的结构变化、微裂纹和包围支承轴颈的轴承座的变形，这些情况多数出现在下半体，即在轴承底座上，并且还由于旋转的轴瓦的磨损痕迹和焊接导致相应表面更严重的损伤。此外可能出现，轴瓦与支承轴颈之间的油膜断裂或破坏。在这种情况下也可能导致由引起上述损伤的发热。

因此对于厚轴瓦已知，在取下轴瓦以后将刀具伸入到由此在曲轴支承轴颈与轴承座之间形成的缝隙中，所述刀具通过链传动由外部的马达驱动并绕支承轴颈旋转。刀具包括具有滑块的保持架组成，所述保持架使车刀每旋转一圈沿轴向运动一段距离。

但是这个刀具由于其结构形式只能在较宽的轴承缝隙中使用。例如在前面所述的具有厚轴瓦的大型柴油发动机中，例如作为船用柴油机或在发电厂中使用的大型柴油发动机，在曲轴与轴承座之间有约25至50mm的空间，而对于薄轴瓦仅有约7至20mm的空间，这种刀具不能伸入所述空间中。

因此在许多情况下必须从发动机中取出曲轴，用于具有足够的空间加工支承轴颈或轴承座。在所述的大型柴油发动机中对此需要一些几个月，因为对此必须空出大部分的设备空间，并且必须在船侧面或发电厂墙壁中切割出孔，用于提供足够的空间取出曲轴。

德国专利申请DE 37 16 058 A1公开了在曲轴的安装状态下对滑动轴承的支承轴颈的加工。在此滑动轴承具有分开的轴承座，轴承座具有可取下的轴承盖。为了加工支承轴颈取下轴承盖并且构造为分成两部分的加工瓦的刀具伸入到通过取出轴瓦产生的轴承缝隙中。然后分成两部分的加工瓦通过置入轴承盖中的压簧结构或轴承盖内部的其它压簧顶压支承轴颈。在此加工瓦具有磨石，通过它们在轴旋转时磨削支承轴颈。

此外，美国专利文献US2,167,311公开了一种用于加工支承轴颈的支承面的刀具。所述刀具包括一半圆柱形的元件。在半圆柱形的元件的内表面上粘接一种颗粒状的磨削材料。所述刀具整体通过销与轴承底座形锁合地连接，所述销嵌入相配的轴承元件的孔中。

美国专利文献US6,113,471还公开一种用于加工支承轴颈的支承面的研磨元件。其中，在轴瓦半体上设有销，所述销形锁合地与研磨元件上的凹部相嵌接。

美国专利文献US2,245,820还公开一种用于加工支承轴颈的支承面的研磨刀头。所述研磨刀头具有一带有间隔元件的支承瓦。所述研磨刀头在间隔元件处旋拧到轴瓦半体上。

发明内容

因此本发明的目的是，这样改进前面所述类型的装置，使得轴承座上或支承轴颈上的支承面的加工得到简化。

按照本发明设想一种装置，用于在拆除轴承时利用至少一个在通过拆除轴承形成的缝隙可旋转运动的切削刀具加工被环绕引导的轴的轴承座的圆柱形支承面，该装置除了切削刀具以外还具有用于将切削刀具固定在支承轴颈上的固定装置，所述固定装置设置成，使得在加工轴承座的支承面时所述支承轴颈用作旋转的刀架，并且所述切削刀具以纯旋转的切削运动沿轴承座的支承面被引导。在此所述固定装置设置成用于无残余物和非破坏性地可重新拆卸地按力锁合和/或材料结合固定切削刀具，并且具有用于刀具的粘接层，用于使刀具与支承轴颈上的支承面材料结合地连接。补充或可选地也可以设想使用软管夹或类似的环绕的固定结构，以便将刀具固定在支承轴颈上。

因此对于窄的轴承缝隙或薄的轴承环，也能够有利地加工轴承座上的支承面，无需为此取出轴。因此通过按照本发明的装置能够实现一种方法，其中将这种用于加工轴承座上的支承面的装置粘接和/或通过软管夹固定在支承轴颈上，然后使轴旋转。

按本发明的另一个方面，也可以通过完全类似的方式加工支承轴颈上的圆柱形支承面。为此按本发明设定一种装置，该装置具有至少一个在通过拆开轴承在轴承座与容纳在其中的支承轴颈之间形成的缝隙中可旋转运动的切削刀具，以及具有用于将切削刀具固定在轴承座上的固定装置，它设置成，在加工轴承座的支承面时将所述轴用作旋转主轴，而轴承座用作不旋转的刀架，并且所述切削刀具以纯旋转的切削运动沿轴承座（支承轴颈）的支承面被引导。通过按照本发明的装置能够实现一种方法，其中将这种用于加工支承轴颈上的支承面的装置固定在轴承座上，然后使轴旋转。在此所述固定装置设置成用于无残余物和非破坏性地可重新拆卸地按力锁合和/或材料结合固定切削刀具并且具有用于刀具的粘接层，以便使刀具与轴承座上的支承面材料结合地连接。补充或可选地也可以设想使用软管夹或类似的环绕的固定结构，以便将刀具固定在轴承座上。

此时本发明适合于加工所有类型的这样的轴承座和支承轴颈，其中难以拆出被环绕引导的轴并且在通过拆出轴承存在的缝隙中存在很少的空间。但所述方法或装置尤其适合于加工滑动支承的轴，因为滑动轴承通常构造成两半式轴瓦，因此能够以简单的方式拆出轴瓦或至少一个轴瓦半体，而无需为此取出轴。此外按照本发明的装置或方法特别适用于分体式的轴承座，其中轴承座分成轴承底座与轴承盖。因为由此可以通过简单的方式、大多通过松开用来将轴承盖固定在轴承底座上的夹紧螺栓而取下轴承盖，以便将按照本发明的装置固定在由此变得可接近的轴上或由此变得可接近的支承轴颈上，以便加工轴承底座，或者在重新安装轴承盖以后加工轴承盖。此外按照本发明的装置也可以固定在轴承盖上或固定在轴承盖的例如为内圆柱形的支承面上，以便在重新安装轴承盖以后加工支承轴颈上的或轴上的支承面。

这种分体式的轴承和轴瓦特别经常地出现在大型的二冲程柴油发动机中，例如在船用柴油机或发电厂中使用。在这里通过使用按照本发明的方法或按照本发明的装置能实现特别大的优点。这是因为，如果为了加工轴承座或支承轴颈不必拆出曲轴，则显著地减少用于维修船用发动机所需的时间。由此还降低了值得进行维修的船的价值，这最终使得可以延长船的经济的使用寿命。

如果在刀具固定在支承轴颈上时轴旋转，则当正确地调整刀具与要加工的轴承底座（或轴承盖）上的支承面之间的距离时，刀具进入纯旋转的切削运动。对此有利的是，所述装置具有一个调整装置，用于调整刀具与要加工的支承面的距离或者刀具与刀具固定在其上的支承面的距离。在加工轴承盖上的支承面时，或者当用于加工支承轴颈上的支承面的刀具固定在轴承盖的支承面上时，还提供一种可能性，即这样来调整刀具与要加工的支承面之间的距离，使得在安装轴承盖以后以希望的程度旋紧用来使轴承盖与轴承底座连接的轴承螺栓，以便由此正确地调整刀具与要加工的表面之间的距离。

在此作为刀具可以考虑采用不同的金属加工刀具。当然也能够使多个刀具固定在起到刀架作用的支承轴颈上（在加工轴承底座时）或在加工支承轴颈时固定在轴承底座上。

例如可以设想，在支承轴颈上或在轴承座上固定一排或两排构造成可更换刀片的磨石。也可以设想采用多排磨石。同样可以设想，将刀具设置为由相应的磨削介质、例如金刚砂或氮化硼组成的磨削层，所述磨削层可以利用固定装置如砂轮的一部分固定在支承轴颈上。但是刀具也可以是具有一个或多个确定的切削刃的刀具（例如车刀或绞刀），其中刀具同样可以构造成可更换刀片或转位式刀片。

尤其在使用这种构造成可更换刀片或转位式刀片的刀具时，已经证实构造成可粘接的、柔性的垫的固定装置是特别有利的。在支承轴颈或轴承盖中的支承面露出以后可以将装备有刀具的柔性垫简单地安装并粘接到支承轴颈的支承面上或者相应地安装并粘接到轴承盖中的支承面上。

所述刀具或在使用多个刀具的情况下各所述刀具这里不必在要加工的支承面的整个宽度上（在轴的轴向上）延伸。而是也可以这样来逐段地加工支承面，即，在加工支承面的一宽的段以后先取下所述装置，然后在这个宽的段旁边再将所述装置固定到用作刀架的支承轴颈或轴承盖上。当然也可以设置具有在整个要加工的宽度上延伸的切削刃或磨削面的刀具，由此能够在一个工序中不移动刀具地加工整个要加工的宽度。

在此已经证实特别有利的是，在加工相应的圆柱形支承面时，轴支承在其它轴承上并且在这些支承部位保持在支承状态。因为由此可以使其它支承部位用作轴的支承并由此在加工相应的圆柱形支承面时用作刀具的支承。

附图说明

下面借助于附图详细说明本发明的其它有利的实施形式。

其中：

图1以非常示意性的视图示出在多个支承位置上的环绕引导的轴，其中在支承位置使用按照本发明的用于加工轴承底座的装置，

图2以透视图示出按照本发明的用于加工轴承底座的装置的实施例。

具体实施方式

首先参见图1，它以非常示意性的视图示出轴3在多个支承位置5的支承。在图中左边和图中右边的支承位置5处，轴3处于通过轴瓦4支承的状态，而在图中中间的支承位置5或中间的轴承座5上，在轴3上安置并在轴上固定用于加工轴承座5、在所示情况下轴承座的下半体、即轴承底座的装置。在此该装置具有刀具1，它通过固定装置2固定在轴3上或中间的轴承的轴3的支承轴颈上。

可以看到，在轴3旋转并由此加工轴承底座时，两个外部的支承位置5通过轴瓦4用作轴3的支承件，由此在中间的轴承座5的支承面所需的同心度方面能够以高精度加工。还可以看出，刀具1的刀具宽度小于中间的轴承座5的支承面，由此在利用轴3的旋转加工中间的轴承座的支承面的第一宽度段之后必须改装按照本发明的装置。为此使轴3旋转这样的程度，即，在取下中间的轴承座5的轴承盖时可以接近所述装置，并且可以使所述装置侧向偏移这样的程度，即，如果轴3再次旋转，使得刀具1移动经过整个加工段，则使刀具1加工中间轴承座5的支承面其它的宽度区域。

在所示的实施例中刀具1是粗加工刀具，即例如是粗切刀，其中优选较小的刀具宽度，并且由此优选小于轴承底座宽度的刀具宽度，以便在第一个步骤中要加工的表面被分成多个宽度段来加工并由此保持切削力较小。但是如果轴承座的宽度足够小，以至于不产生过大的切削力，也可以一次性地不改装刀具地利用具有大于或等于轴承底座宽度的刀具宽度的刀具加工要加工的表面。然后对于在第二个步骤中的精细加工可以使用更宽的精细加工刀具、即例如精加工刀具，以便抛光要加工的表面，从而用小的切削力实现无中断的表面。

也可以设想采用多工序的加工，例如以便在旋转一定的角度之后首先取出所产生的切屑，然后继续进行加工。

在图2中具体地示出按照本发明的装置的一个可能的实施例。在此该装置具有三排构成为磨石的刀具1，它们接纳在固定装置2上，通过固定装置可以将它们粘接在轴3或要加工的轴承座的支承轴颈上，为此固定装置2在其面对刀具1的一侧上设有粘接层。在所示的实施例中所述固定装置2优选构成为柔性垫，所述垫具有多个用于刀具1的可自由配置的插装位置，因此可以根据希望的加工轮廓将刀具插到固定装置2上。

当然可以在不偏离本发明范围的情况下设想所示实施例的变化和改型。

尤其是可以设想，在图2中所示的装置通过构成为柔性垫的固定装置粘接在分体式的轴承座的轴承盖的支承面上，并且在重新安装带有刀具的轴承盖之后加工支承轴颈，而不是通过图2中所示的固定装置的用于将固定装置粘接在支承轴颈的支承面上的弯曲部而加工轴承座的支承面。同样可以设想，不是将轴承盖用作用于加工支承轴颈的刀架，而是将所述装置固定在专门为此设置的刀架上，并且为了加工支承轴颈，代替具有粘接的装置的轴承盖，将所述单独的刀架连同所述装置一起安装。

附图标记清单

1 刀具

2 固定装置

3 环绕引导的轴/支承轴颈

4 轴瓦或轴承

5 轴承座或支承位置

Claims (38)

1.用于在拆出轴承（4）时对环绕引导的轴（3）的轴承座（5）的支承面进行至少局部地进行的切削加工的装置，所述装置具有至少一个切削刀具（1），所述切削刀具在通过拆出轴承（4）形成的、在轴承座（5）与容纳在轴承座中的支承轴颈（3）之间的缝隙中能相对于轴承座（5）沿轴承座（5）的支承面旋转运动，其特征在于，设有用于将切削刀具（1）固定在支承轴颈（3）上的固定装置（2），该固定装置设置成，使得在加工轴承座（5）的支承面时所述支承轴颈（3）用作旋转的刀架，并且所述切削刀具（1）以纯旋转的切削运动沿轴承座（5）的支承面被引导，所述固定装置（2）设置成用于无残余物和无破坏地能重新拆卸地按力锁合和/或材料结合将切削刀具（1）固定在支承轴颈（3）上，并且为此包括粘接层，以便使切削刀具（1）材料结合地与支承轴颈（3）上的支承面连接，和/或包括至少一个软管夹。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用在通过轴瓦（4）滑动支承的轴（3）上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置用在二冲程-大型柴油发动机的曲轴上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）设置成用于将切削刀具（1）固定在与在缝隙的另一侧上的、要加工的支承面相对的支承面上。

5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具具有磨削层。

6.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具是磨石。

7.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具（1）是车刀或绞刀。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述车刀是精车刀。

9.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具（1）是可更换刀片或转位式刀片（1）并且所述固定装置（2）包括用于刀具（1）的刀具夹。

10.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）构成为可粘接的、柔性的垫（2）。

11.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，设有用于调整刀具与要加工的支承面的距离的调整装置。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调整装置包括至少一个能置入刀具下面的间隔片。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调整装置包括至少两个不同高度的可更换的刀具。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）包括用于刀具（1）的刀具夹，所述调整装置包括至少一个可移动的调整锥形体，通过调整锥形体能调整刀具夹的位置。

15.用于在拆出轴承时对环绕引导的轴的支承轴颈的支承面进行至少局部地进行的切削加工的装置，所述装置具有至少一个切削刀具，所述切削刀具在通过拆出轴承形成的、在轴承座与容纳在轴承座中的支承轴颈之间的缝隙中能相对于支承轴颈沿支承轴颈的支承面旋转运动，以及具有用于将切削刀具固定在轴承座上的固定装置，该固定装置设置成，使得在加工支承轴颈的支承面时所述轴用作旋转主轴，而轴承座用作不旋转的刀架，并且固定的所述切削刀具以纯旋转的切削运动沿旋转的支承轴颈的支承面被引导，其特征在于，所述固定装置设置成用于无残余物和无破坏地能重新拆卸地按力锁合和/或材料结合将切削刀具固定在轴承座上，并且为此包括粘接层，以便使切削刀具材料结合地与轴承座上的支承面连接，和/或包括至少一个软管夹。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置用在通过轴瓦（4）滑动支承的轴（3）上。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置用在二冲程-大型柴油发动机的曲轴上。

18.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）设置成用于将切削刀具（1）固定在与在缝隙的另一侧上的、要加工的支承面相对的支承面上。

19.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具具有磨削层。

20.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具是磨石。

21.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具（1）是车刀或绞刀。

22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述车刀是精车刀。

23.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述刀具（1）是可更换刀片或转位式刀片（1）并且所述固定装置（2）包括用于刀具（1）的刀具夹。

24.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）构成为可粘接的、柔性的垫（2）。

25.如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，设有用于调整刀具与要加工的支承面的距离的调整装置。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述调整装置包括至少一个能置入刀具下面的间隔片。

27.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述调整装置包括至少两个不同高度的可更换的刀具。

28.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述固定装置（2）包括用于刀具（1）的刀具夹，所述调整装置包括至少一个可移动的调整锥形体，通过调整锥形体能调整刀具夹的位置。

29.用于对环绕引导的轴（3）的轴承座（5）的支承面或环绕引导的轴的支承轴颈的支承面进行至少局部地进行的切削加工的方法，其中通过拆出轴承（4）在轴承座（5）与容纳在轴承座中的支承轴颈（3）之间形成缝隙，其特征在于，将如权利要求1至14中任一项所述的、用于加工轴承座（5）的支承面的装置固定在支承轴颈（3）上，或者将如权利要求15至28中任一项所述的、用于加工支承轴颈的支承面的装置固定在轴承座上，然后使轴（3）旋转。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述加工在通过轴瓦（4）滑动支承的轴（3）上进行。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述加工在二冲程-大型柴油发动机的曲轴上进行。

32.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴（3）在其它支承位置（5）上保持在支承状态，由此所述其它支承位置（5）用作轴的支承，并且由此在加工圆柱形支承面时用作刀具的支承。

33.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，对于分成轴承底座与轴承盖的轴承座（5），取下轴承盖，将所述装置固定在与要加工的支承面相对的支承面的、由此变得可接近的一侧上。

34.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，为了加工支承轴颈上的支承面，将所述装置固定在轴承盖上的支承面上，然后重新安装轴承盖，此时通过旋拧轴承螺栓将轴承盖与支承轴颈之间的距离调整到适合于加工支承轴颈上的支承面，利用轴承螺栓能使两个轴承半体张紧。

35.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，为了加工轴承盖上的支承面，将所述装置固定在支承轴颈上的支承面上，然后重新安装轴承盖，此时通过旋拧轴承螺栓将轴承盖与支承轴颈之间的距离调整到适合于加工轴承盖上的支承面，利用轴承螺栓能使两个轴承半体张紧。

36.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，对于由两半式轴瓦构成的轴承（4），仅取下一个轴瓦半体，以便形成用于加工支承轴颈上的支承面或轴承座上的支承面的缝隙。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，为了加工轴承底座上的支承面，仅取下下部的轴瓦半体。

38.如权利要求29至31中任一项所述的方法，其特征在于，当刀具宽度低于要加工的支承面的宽度时，执行将刀具安装在相对的支承面上的步骤，并且在所述装置在轴的轴向上偏移地放置的情况下，重复地执行轴的接下来的旋转。

Images