CN102765041A

CN102765041A - 联结用螺栓孔的珩磨工具

Info

Publication number: CN102765041A
Application number: CN2012102678443A
Authority: CN
Inventors: 袁连平; 彭永会; 房贵明; 张桂明
Original assignee: DEC Dongfang Turbine Co Ltd
Current assignee: DEC Dongfang Turbine Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2012-11-07

Abstract

本发明提供了一种联结用螺栓孔的珩磨工具，包括珩磨头和转轴，转轴一端连接旋转驱动装置，另一端连接珩磨头，珩磨头的外周面对应螺栓孔壁设置；所述珩磨头包括伸缩套及其直线运动导向装置、轴端套、珩磨条与铰接连杆，其中：所述轴端套套接在转轴末端、随转轴转动，铰接连杆由两根杆件铰接而成、两根杆件的连接处铰接珩磨条，铰接连杆的两端分别铰接伸缩套和轴端套，伸缩套的直线运动导向装置与转轴同轴设置。本发明适用于一定范围内的联结用螺栓孔的珩磨修复，同时能确保联结用大螺栓孔的粗糙度和精度要求。工作时，不需要人工进行反复调整、使用方便、结构简单、制作简易、安全可靠，适用于多种场合、易于大规模使用和推广。

Description

联结用螺栓孔的珩磨工具

技术领域

本发明涉及机械加工和装配领域，具体是在联结用的螺栓孔中心找正后、对没有对正的螺栓孔进行珩磨修正的专用工具。

背景技术

在机械加工和装配过程中，有很多通过螺栓联接的连接件，比如法兰盘、联轴器等，其连接端面上设置有若干个螺栓孔，在安装时，需先将法兰盘、联轴器等外圆和端面对正，才能顺利地装入螺栓连接件、使两者联结为一体。但是，在具体生产过程中，由于加工误差，配套的两个连接件上的螺栓孔往往会出现无法对正的情况，此时，需要首先找正两个联结转轴中心，再使用一些手工铰削或磨削的方法对不正的所有螺栓孔进行修正，使其对正。但是，手工处理后的螺栓孔的粗糙度和精度一般较差，达不到铰制孔的技术要求。

如图1、图2所示，是以汽轮机转子或电机转子等大轴联结安装时、所使用的两联结转轴为例，两联结转轴的连接处对应设置有联轴器1和联轴器2，联轴器1的连接端面上均匀分布有10个螺栓孔3-1、对应的，联轴器2的连接端面上也均匀分布有10个螺栓孔3-2。联轴器1的转轴中心线为c1，联轴器2的转轴中心线位为c2。在安装时，首先将联轴器1与联轴器2的转轴中心线c1和c2找正，使转轴中心线c1和c2两者重合；然后再检查对应的圆周所有螺栓孔3-1和3-2的中心线m1和m2两者是否对正重合；找到没有对正的螺栓孔3-1和3-2，对其进行配铰、使两者的中心线m1 和m2对正重合；最后，在对应的螺栓孔3-1和3-2内安装铰制螺栓并紧固。

由于螺栓孔3-1和3-2的直径较大，对其进行修复对正时一般都采用手工铰削。但是，铰削后的螺栓孔3-1和3-2的粗糙度和精度低于其它未经修复的螺栓孔，且要远远低于安装要求，使联轴器1和2无法装配，甚至使联轴器1或2报废，造成大量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于一定范围内的联结用螺栓孔的珩磨工具，使得珩磨出的螺栓孔满足粗糙度和精度要求。

本发明所采用的技术方案是：

联结用螺栓孔的珩磨工具，包括珩磨头和转轴，转轴一端连接旋转驱动装置，另一端连接珩磨头，珩磨头的外周面对应螺栓孔壁设置；所述珩磨头包括伸缩套及其直线运动导向装置、轴端套、珩磨条与铰接连杆，其中：所述轴端套套接在转轴末端、随转轴转动，铰接连杆由两根杆件铰接而成、两根杆件的连接处铰接珩磨条，铰接连杆的两端分别铰接伸缩套和轴端套，伸缩套的直线运动导向装置与转轴同轴设置。

所述直线运动导向装置是伸缩套的内端面设置的导向杆、和转轴末端面上沿轴向设计的配套导向孔。

所述导向杆的长度大于铰接连杆达到最大角度时伸缩套与轴端套之间的距离。

所述珩磨条沿轴向设置，其底部中心位置与两连杆连接处铰接。

所述珩磨条是若干个、对称均布在珩磨头对应孔壁的周面上。

所述珩磨头上设置有找正辅助装置，是若干个对称均布在伸缩套周面上的中心架，中心架沿径向设置、外端面对应孔壁。

所述中心架的外端面表面覆铜。

所述转轴输入端轴颈上固定套装有过渡套，过渡套与轴端套之间采用扭矩弹簧连接。

本发明所产生的有益效果为：

本发明为了满足联结用大螺栓孔的安装要求，通过大量的理论研究和创造性劳动、反复的试验和改良，设计和制造了一种联结用螺栓孔的珩磨工具。该联结用螺栓孔的珩磨工具，解决了传统的珩磨工具更换1次珩磨头、只能磨削1个固定直径尺寸的烦恼，可以适用于一定范围内的联结用螺栓孔的珩磨修复，同时能确保联结用大螺栓孔的粗糙度和精度要求。工作时，不需要人工进行反复调整、使用方便、结构简单、制作简易、安全可靠，适用于多种场合、可以成为机械制造和装配领域的常备工具，易于大规模使用和推广。

本发明，通过分别对300MW和600MW汽轮机转子和电机转子联结螺栓孔的现场珩磨使用，其对螺栓孔的珩磨粗糙度可以达到Ra1.6，内孔直线度达到0.02mm，圆柱度达到Φ0.02mm，粗糙度和精度满足或超过图纸安装要求。具体在电厂使用时，采用具体尺寸的联结用螺栓孔珩磨工具、对联结用大螺栓孔的现场珩磨加工，适合螺栓孔直径范围为Ф70mm～120mm，一般其自动调节内孔直径在5mm左右。

附图说明

图1是转轴联轴器的安装结构示意图；

图2是转轴联轴器螺栓孔的结构示意图；

图3是本发明的使用状态示意图；

图4是图3的A-A视图的结构示意图；

图5是本发明珩磨头珩磨通径最大时的状态示意图；

图6是本发明珩磨头珩磨通径最小时的状态示意图；

图中标号表示：1-联轴器、2-联轴器、3-螺栓孔、4-砂条、5-铰接连杆、6-轴端套、7-扭矩弹簧、8-过渡套、9-联结头、10-可调速动力头、11--油石架、12-铰接轴、13-导向杆、14-紧固螺母、15-伸缩套、16-中心架、17-覆铜层、m-螺栓孔的联结轴中心线、c-联轴器的转轴中心线、D-珩磨通径、L-轴端套与伸缩套上的铰接轴之间的距离、a-杆件夹角。

具体实施方式

如图3～6所示，本发明是一种联结用螺栓孔的珩磨工具，包括珩磨头和转轴。转轴一端连接旋转驱动装置，另一端连接珩磨头，珩磨头的外周面对应螺栓孔3的内壁设置。转轴的旋转驱动装置是可调速动力头10，具体可以是可变速电动或气动头，也可以采用旋转动力和人工沿螺栓孔3轴向推动作轴向进给动力相结合的工作形式。本具体实施方式中，转轴的旋转驱动装置是可变速电动机输出轴，通过联结头9与转轴的输入端连接。

本发明珩磨头的珩磨通径可随待珩磨的孔径大小实时变化，使本发明可以适用于一定尺寸范围的螺栓孔的找正处理。该珩磨头包括伸缩套15及其直线运动导向装置、轴端套6、珩磨条和铰接连杆5，其中：轴端套6套接在转轴的末端、随转轴转动，铰接连杆5由两根杆件铰接而成、两根杆件的连接处铰接珩磨条，铰接连杆5的两端分别铰接伸缩套15和轴端套6。伸缩套15的直线运动导向装置与转轴同轴设置，即伸缩套15与轴端套6同轴设置，铰接连杆5受力作用时，伸缩套15在直线运动导向装置的作用下、沿转轴轴向往复运动。珩磨头工作时，珩磨条在工作扭矩产生的旋转离心力和带磨削螺栓孔3的内壁施加的压力的协同作用下，从而对螺栓孔3自动匹配、自适应磨削。

转轴输入端轴颈上固定套装有过渡套8，过渡套8与轴端套6之间采用扭矩弹簧7连接，扭矩弹簧7具有传递工作扭矩、减小振动和防止工作负荷超载的作用。如此设计，使得可调速动力头10的产生的工作扭矩，通过特制联结头9输送至转轴，再经过渡套8、扭矩弹簧7、轴端套6和铰接连杆5依次传递到珩磨条。

本具体实施方式中，伸缩套15的直线运动导向装置具体的：是在伸缩套15的内端面上沿转轴轴向设置有导向杆13、转轴末端面上沿轴向开有配套的导向孔，即在铰接连杆5的作用下、由于导向杆13的导向作用，伸缩套15只会沿转轴轴向往复运动。导向杆13的长度大于铰接连杆5达到最大角度a_max时、伸缩套15与轴端套6之间的距离。本具体实施方式中，导向杆13的末端周面上设置有外螺纹、伸缩套15内圈设置有与其相互啮合内螺纹，将伸缩套15在导向杆13上旋紧后，又通过在轴端盖15的外端面上安装紧固螺母14，将伸缩套15固定套接在导向杆13的末端上。

另外，伸缩套15的直线运动导向装置还可以是多种结构，如分别设置在伸缩套15和转轴末端的相互配合直线导轨和滑动件、活塞杆和直线液压缸……等，就不一一枚举，只要其能做到直线运动导向的方向与转轴同轴即可。

珩磨条沿轴向设置，其底部中心位置与铰接连杆5两连杆的连接处铰接。珩磨条是若干个、对称均布在珩磨头对应螺栓孔3内壁的周面上。珩磨头上还设置有找正辅助装置，是若干个对称均布在伸缩套6周面上的中心架16，中心架16沿径向设置、外端面对应螺栓孔3内壁，且中心架16的外端面表面覆铜。

每个珩磨条和与其配套连接的铰接连杆5构成1套珩磨组件，其珩磨条与铰接连杆5均沿轴向设置。本具体实施方式中，珩磨头上具有3套珩磨组件、呈120°对称均布，铰接连杆5的两端分别铰接在伸缩套15与轴端套6的外周面上，珩磨条对应螺栓孔3内壁设置。珩磨条包括油石架11和砂条4，油石架11的顶部沿轴向设置有砂条4的安装槽，砂条4固定安装在安装槽内。铰接连杆5的2根连杆与轴端盖6、伸缩套15和油石架11的连接均采用铰接轴12相互铰接。铰接连杆5的两根连杆的连接处设置有铰接轴12，油石架11的底部中心位置上开有供铰接轴12安装的孔，通过铰接轴12将油石架11和铰接连杆5铰接为一体。使得珩磨条可以通过铰接轴12、在螺栓孔3内沿轴向自由摆动，以均衡珩磨头在螺栓孔3内各处磨削力。与其对应的，本具体实施方式中的中心架16也为3个、呈120°对称均布，设置在相邻珩磨组件的间隙中，且中心架16的外端面上设置有覆铜层17，以增加中心架16的外端面的耐磨性能。

如图5所示，是本发明珩磨头珩磨通径最大时的状态示意图，其珩磨通径为D_max。在弹簧7的作用下，轴端套6的外端面与伸缩套15的内端面紧密贴合，使得铰接连杆5两杆件的夹角达到最小角度a_min、轴端套6与伸缩套15上的铰接轴12之间的距离为：轴端套6上的铰接轴12到轴端套6外端面的距离L1+伸缩套15上的铰接轴12到伸缩套15内端面的距离L2。

如图6所示，是本发明珩磨头珩磨通径最小时的状态示意图，其珩磨通径为D_min。在螺栓孔3内壁的挤压作用下，轴端套6与伸缩套15尽量远离，使得铰接连杆5两杆件的夹角达到最大角度a_max、轴端套6与伸缩套15上的铰接轴12之间的距离为：轴端套6上的铰接轴12到轴端套6外端面的距离L1+伸缩套15上的铰接轴12到伸缩套15内端面的距离L2+轴端套6的外端面与伸缩套15的内端面之间的距离L’。

本发明的具体使用方法如下：

（1）根据待磨削螺栓孔3的直径大小，选择珩磨工具的规格和尺寸、并检查其质量合格，找到满足要求的可调速动力头10。使用特制的联结头9将可调速动力头10与本发明的珩磨工具连接。

（2）将本发明的珩磨工具仔细放进待加工的螺栓孔3，珩磨头在螺栓孔3内壁对其周面产生的压力下、向内收缩，使得其珩磨通径D与螺栓孔3内径相同。安装完毕后，试运转珩磨工具合格。

（3）在螺栓孔3内加磨削液，打开可调速动力头10的动力开关、开始对螺栓孔3进行磨削。珩磨头通过其工作扭矩所产生的旋转离心力的作用下，自动匹配所磨削螺栓孔3直径大小，铰接连杆5带动伸缩套15沿转轴轴向移动，并承受来自珩磨条的切削力和重量。由于油石架11通过铰接轴12铰接在铰接连杆5的两连杆的连接处，使得珩磨头在螺栓孔3内可沿轴向自由摆动，以均衡珩磨头在螺栓孔3各处的磨削力。

磨削过程中，需要操作者根据实际情况、沿螺栓孔3轴向左右移动工具，以满足螺栓孔3全行程磨削的需要，其珩磨速度可以通过可调速动力头10调整。珩磨工作开始和间歇期间，可在螺栓孔3内加磨削液，以提升其加工精度。

（4）在螺栓孔3粗糙度和圆柱度经检查达到要求后，实测螺栓孔3的尺寸，按要求配制对应铰制螺栓的直径。

Claims

1. 联结用螺栓孔的珩磨工具，包括珩磨头和转轴，转轴一端连接旋转驱动装置，另一端连接珩磨头，珩磨头的外周面对应螺栓孔壁设置；其特征在于：所述珩磨头包括伸缩套及其直线运动导向装置、轴端套、珩磨条与铰接连杆，其中：所述轴端套套接在转轴末端、随转轴转动，铰接连杆由两根杆件铰接而成、两根杆件的连接处铰接珩磨条，铰接连杆的两端分别铰接伸缩套和轴端套，伸缩套的直线运动导向装置与转轴同轴设置。

2.根据权利要求1所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述直线运动导向装置是伸缩套的内端面设置的导向杆、和转轴末端面上沿轴向设计的配套导向孔。

3.根据权利要求2所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述导向杆的长度大于铰接连杆达到最大角度时伸缩套与轴端套之间的距离。

4.根据权利要求1所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述珩磨条沿轴向设置，其底部中心位置与两连杆连接处铰接。

5.根据权利要求1所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述珩磨条是若干个、对称均布在珩磨头对应孔壁的周面上。

6.根据权利要求1所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述珩磨头上设置有找正辅助装置，是若干个对称均布在伸缩套周面上的中心架，中心架沿径向设置、外端面对应孔壁。

7.根据权利要求6所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述中心架的外端面表面覆铜。

8.根据权利要求1所述的联结用螺栓孔的珩磨工具，其特征在于：所述转轴输入端轴颈上固定套装有过渡套，过渡套与轴端套之间采用扭矩弹簧连接。