CN103009196A - 一种发电机定子机座专用数控立式加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机定子机座专用数控立式加工机床，涉及发电机定子机座的加工领域。它包括空心立柱，其底部设有用于带动立柱旋转的回转工作台，立柱侧壁纵向开有第一导轨槽，第一导轨槽内设有刀架装置，刀架装置受力时沿第一导轨槽纵向移动，立柱顶部设有用于固定立柱的对中装置。本发明能够对60万KW~170万KW的发电机定子机座进行加工，其加工过程比较简单，加工精度比较稳定，不仅整体的刚性较好，加工效率较高，而且能够保证发电机定子机座的加工质量。

Description

一种发电机定子机座专用数控立式加工机床

技术领域

本发明涉及发电机定子机座的加工领域，尤其涉及一种发电机定子机座专用数控立式加工机床。

背景技术

定子机座是支承定子铁心或铁心组件的构件。随着社会的发展，发电机已经广泛应用于人们生活之中，人们对发电机定子机座的加工要求越来越高。

目前，用于发电机定子机座的加工机床一般为非数控卧式加工机床，非数控卧式加工机床在使用时，需要人工手动对发电机定子机座进行加工，浪费了人力资源；国内已有厂家从国外引进大型数控卧式加工机床，数控卧式加工机床能够自动对发电机定子机座进行加工。

但是，非数控卧式加工机床和数控卧式加工机床（以下简称卧式机床）在使用时均存在以下缺陷：

（1）参见图1所示，卧式机床10在使用时，将发电机定子机座11横向设置，卧式机床10上的悬臂12横向伸出，悬臂12端部的刀架13向发电机定子机座11方向移动、并对发电机定子机座11进行加工。悬臂12伸出后的长度为5000mm，由于悬臂12的长度较长、悬臂12的自重较重，因此悬臂12伸出后会因自重而产生挠度，悬臂12产生挠度后会使其刚性较差，进而使得悬臂12的加工精度不够稳定，难以保证发电机定子机座11的加工质量。

（2）刀架14对发电机定子机座11加工时会引起悬臂12震动，为了保证发电机定子机座11的加工质量，悬臂12的加工精度需要保证；悬臂12的震动不宜过大；悬臂12的震动根自身的刚性有关，为了悬臂12的刚性，悬臂12伸出的长度不宜过长。对于长度较长的发电机定子机座11而言（例如直径为3750mm，长度为10000mm的发电机定子机座11），由于发电机定子机座11的长度较长，因此悬臂12上的刀架13将发电机定子机座11的一端加工完成后，需要将发电机定子机座11掉头进行另一端的加工，其加工过程比较复杂。

（3）当需要加工的发电机定子机座11的切削量较大时，刀架13的切削次数较多；切削次数较多的刀架13产生的切削力较大，刀架13产生的切削力会传递至悬臂12，进而使得悬臂12和卧式机床10的震动较大。卧式机床10震动后会与发电机定子机座11之间发生位移，进而影响了发电机定子机座11的加工质量。因此，为了保证发电机定子机座11的加工质量，需要控制刀架13在单位时间内的切削量，以使得卧式机床10与发电机定子机座11之间难以发生位移，刀架13切削量的控制降低了卧式机床10的加工效率。

（4）随着时代的进步，人们对发电机定子机座的加工规格的要求越来越高。但是卧式机床的悬臂为了保证刚性，其最大长度一般为5000m，只能满足60万KW（加工规格：直径为3750mm，长度为10000mm）以下的发电机定子机座进行加工，对于加工规格较大的发电机定子机座而言，例如100万KW的发电机定子机座（直径为4200mm、长度为12000mm），卧式机床由于长度的限制无法对其进行加工。因此，现有的卧式机床已经无法满足人们的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电机定子机座专用数控立式加工机床，它能够对60万KW（加工规格：直径为3750mm，长度为10000mm）~170万KW（加工规格：直径为4200mm，长度为15000mm）的发电机定子机座进行加工，其加工过程比较简单，加工精度比较稳定，不仅整体的刚性较好，加工效率较高，而且能够保证发电机定子机座的加工质量。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种发电机定子机座专用数控立式加工机床，包括立式的立柱，其底部设有用于带动立柱旋转的回转工作台，所述立柱侧壁纵向开有第一导轨槽，所述第一导轨槽内设有刀架装置，所述刀架装置受力时沿第一导轨槽移动，所述立柱顶部设有用于固定立柱的对中装置。

在上述技术方案的基础上，所述刀架装置包括刀架体、下滑座和设于下滑座顶部的上滑座，所述下滑座设于第一导轨槽内，所述下滑座受力时沿第一导轨槽移动；

所述下滑座顶部设有第二导轨槽，所述第二导轨槽与第一导轨槽位于不同平面、且互相垂直，所述下滑座通过第二导轨槽与上滑座连接，所述上滑座受力时沿第二导轨槽移动；

所述上滑座内部开有第三导轨槽，所述第三导轨槽与第一导轨槽位于同一平面、且互相垂直，所述刀架体设于第三导轨槽内、所述刀架体受力时沿第三导轨槽在上滑座内移动。

在上述技术方案的基础上，所述上滑座顶部设有监控装置。

在上述技术方案的基础上，所述对中装置包括与立柱顶部中心固定的对中立柱，所述对中立柱外壁等距设有至少四个支臂，所述支臂远离对中立柱的一端与套于立柱外部的工件连接。

在上述技术方案的基础上，所述对中装置还包括套于对中立柱外壁的支座、设于对中立柱顶部的减速机、设于减速机两端的齿轮传动箱和设于齿轮传动箱底部的丝杠，所述齿轮传动箱通过丝杠与支座连接，所述丝杠在减速机的牵引下带动支座纵向移动；所述支臂与对中立柱通过支座连接。

在上述技术方案的基础上，所述支臂与所述工件之间设有可伸缩顶杆。

在上述技术方案的基础上，还包括夹具装置，其设于工件相对的两侧，所述夹具装置包括压紧油缸和杠杆式压杆，所述压紧油缸通过杠杆式压杆与工件连接，所述杠杆式压杆在压紧油缸的带动下沿工件方向移动。

在上述技术方案的基础上，所述夹具装置还包括移动油缸，所述移动油缸与压紧油缸连接，所述压紧油缸在移动油缸的带动下沿所述工件方向移动。

在上述技术方案的基础上，还包括调温装置，所述调温装置设于立柱侧壁。

在上述技术方案的基础上，所述立柱的横截面为环形，其直径为2300mm～3000mm，高度为12000mm～16000mm。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明为数控立式加工机床，其包括立式的立柱，对发电机定子机座加工时，将发电机定子机座套于立柱外部，将立柱侧壁的刀架向发电机定子机座移动进行加工。立柱采用立式加工的方式对发电机定子机座进行加工，由于立柱底部的面积较小，而立柱的自重较重，因此，自重较重的立柱能够通过面积较小的底部牢牢的固定，立柱的刚性较好；而且立柱顶部通过对中装置固定，立柱底部通过回转工作台固定，对中装置和回转工作台进一步加强力立柱的整体刚性。与背景技术相比，本发明不仅刚性较好，而且立柱上的刀架能够直接对发电机定子机座进行加工，不需要背景技术中的悬臂，立柱在加工时难以产生挠度。因此，本发明的加工精度比较稳定，能够保证发电机定子机座的加工质量。

（2）本发明的立柱的整体刚性较好，与背景技术相比，本发明的立柱能够承受刀架装置较大的切削力，因此刀架装置单位时间的切削量较大，其加工效率较大，本发明的切削量是背景技术中卧式机床的切削量的2~3倍。

（3）本发明的立式立柱的整体刚性较好，立柱在对发电机定子机座进行加工时难以发生震动。与背景技术相比，本发明立柱的高度远远大于卧式机床的长度；本发明在加工产长度较长的发电机定子机座时（加工时将发电机定子机座纵向设于立柱外部），能够一次性完成发电机定子机座顶部和底部（发电机定子机座顶部和底部对应背景技术中发电机定子机座的两端）的加工。因此，本发明的加工过程比较简单。

（4）本发明由于立柱的整体刚性较好，加工时难以产生震动，因此立柱的高度较高，立柱的高度为12000mm～16000mm，直径为2300mm～3000mm，能够满足人们的需要，对60万KW~170万KW的核电、火电发电机的定子机座进行加工。

附图说明

图1为背景技术中的结构示意图；

图2为本发明实施例与工件配合的结构示意图；

图3为本发明实施例中刀架装置的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明实施例中对中装置的结构示意图；

图6为本发明实施例中夹具装置的结构示意图；

图7为本发明实施例的结构示意图。

图中：1-立柱，2-对中装置，2a-对中立柱，2b-支座，2c-支臂，2d-减速机，2e-齿轮传动箱，2f-丝杠，2g-可伸缩顶杆，3-回转工作台，4-刀架，4a-刀架体，4b-上滑座，4c-下滑座，4d-主轴，4e-传动箱，5-第一导轨槽，6-监控装置，7-夹具装置，7a-压紧油缸，7b-杠杆式压杆，7c-移动油缸，7d-连接杆，7e-夹具支座，8-调温装置， 8a-压缩机，8b-出风机，8c-排风扇，8d-风扇，9-工件，10-卧式机床，11-发电机定子机座，12-悬臂，13-刀架。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图2所示，本发明实施例中的电机定子机座专用数控立式加工机床，包括立式的空心立柱1，立柱1的横截面柱形，其直径为2400mm，高度为16000mm。立柱1侧壁纵向开有第一导轨槽5，第一导轨槽5内设有刀架装置4，刀架装置4受力时通过第一导轨槽5纵向移动。立柱1底部设有回转工作台3，工作时，将工件9（需加工的发电机定子机座）套于立柱1外部，回转工作台3通过自身的旋转带动立柱1和刀架装置4转动，同时刀架装置4沿第一导轨槽5移动，以此完成对工件9不同的部位进行加工。在实际应用中，立柱1的2300mm～3000mm，高度为12000mm～16000mm，根据不同用户的需求选取相应尺寸的立柱1。

参见图2、图3和图4所示，刀架装置4包括刀架体4a、上滑座4b、和下滑座4c。下滑座4c设于第一导轨槽5内；下滑座4c顶部设有第二导轨槽，第二导轨槽与第一导轨槽5位于不同平面、且互相垂直，下滑座4c通过第二导轨槽与上滑座4b连接。上滑座4b内部开有第三导轨槽，第三导轨槽与第一导轨槽5位于同一平面、且互相垂直，本实施例中的第三导轨槽沿立柱1的径向开设。刀架体4a包括主轴4d和传动箱4e，传动箱4e与主轴4d相连，主轴4d设于第三导轨槽内，传动箱4e设于上滑座4b顶部。上滑座4b顶部设有监控装置6，监控装置6的摄像头对准工件9需加工的部位，以使得操作者能够对工件9的加工状态实施进行监控。

下滑座4c受力时沿第一导轨槽5移动，以调节主轴4d竖直方向的位置；上滑座4b受力时沿第二导轨槽移动，以调节主轴4d水平方向的位置；主轴4d受力时沿第三导轨槽在上滑座4b内移动，以调节主轴4d位于立柱1径向方向的位置。主轴4d能够分别通过第一导轨槽5、第二导轨槽和第三导轨槽进行三个不同方向的移动，以此完成对工件9的铣削、钻削和攻丝等加工操作。主轴4d采用采用液压自动松拉刀，主轴4d头部安装车刀架即可完成车削工作，在使用时，可在主轴4d上安装加长刀杆和加长异径套，以满足工件9上不同孔径的加工要求。

参见图2、图5所示，立柱1顶部设有对中装置2，对中装置2包括对中立柱2a、支座2b、支臂2c、减速机2d、伞齿轮传动箱2e、丝杠2f和可伸缩顶杆2g。对中立柱2a与立柱1顶部中心固定，对中立柱2a外壁等距设有四个支臂2c；每个支臂2c远离对中立柱2a的一端均设有可伸缩顶杆2g，每个支臂2c均通过可伸缩顶杆2g与工件9连接。支臂2c与工件9连接时，根据工件9的尺寸灵活的调整可伸缩顶杆2g的伸出距离，可伸缩顶杆2g能够将立柱1和工件9紧密固定，立柱1和工件9之间难以发生位移，加强了立柱1整体的刚性。在实际应用中，为了保证对中立柱2a受力的稳定，支臂2c的数量至少为四个，还可以为六个、八个等其他数量。

减速机2d设于对中立柱2a顶部，伞齿轮传动箱2e设于减速机2d两端，丝杠2f设于伞齿轮传动箱2e底部，支座2b套于对中立柱2a外壁；伞齿轮传动箱2e通过丝杠2f与支座2b连接，四个支臂2c与对中立柱2a通过支座2b连接。丝杠2f在减速机2d的牵引下带动支座2b，支座2b能够沿对中立柱2a外壁纵向移动，进而调整支座2b外壁的四个支臂2c在工件9上的位置。

参见图2、图6所示，工件9相对的两侧均设有夹具装置7，夹具装置7包括压紧油缸7a、杠杆式压杆7b、移动油缸7c、连接杆7d和夹具支座7e。压紧油缸7a和工件9通过杠杆式压杆7b连接，压紧油缸7a底部通过夹具支座7e固定；压紧油缸7a和移动油缸7c通过连接杆7d连接，连接杆7d和杠杆式压杆7b平行。杠杆式压杆7b在压紧油缸7a的带动下能够沿工件9方向移动，以使得杠杆式压杆7b压紧工件9，完成工件9的固定；压紧油缸7a在移动油缸7c的带动下能够沿工件9的方向移动，根据工件9不同的压紧位置，通过移动油缸7c来调节压紧油缸7a与工件9之间的距离。

参见图2、图7所示，立柱1侧壁还设有调温装置8，调温装置8包括压缩机8a、出风机8b、排风扇8c和风扇8d，出风机8b和风扇8d均与压缩机8a连接。压缩机8a和出风机8b均设于立柱1靠近顶部之处，排风扇8c设于立柱1顶部，压缩机8a和出风机8b使用时产生的热气均能够通过排风扇8c排出。风扇8d位于立柱1的工作台上，风扇8d与压缩机8a通过管道连接；经压缩机8a压缩的冷气不仅能够经管道从风扇8d排出，改善工作台上操作人员的周边温度，而且能够沿立柱1底部方向流动，对立柱1上的电柜、电器元件和液压泵站等器件进行冷却。

本发明的安装和使用过程如下：

（1）将回转工作台3安装在深坑式基础平台上，在回转工作台3顶部安装立柱1和刀架装置4，在立柱1顶部安装对中装置2。

（2）将工件9套于立柱1外部，通过对中装置2将工件9和立柱1固定，在立柱1相对的两侧安装夹具装置7。

（3）分别通过第一导轨槽5、第二导轨槽和第三导轨槽对刀架装置4的主轴4d进行三个不同方向定位。

（4）通过回转工作台3带动立柱1和刀架装置4转动，通过传动箱4e使得刀架装置4的主轴4d旋转，通过主轴4d对工件9进行加工。

本发明具有车削、铣削、钻削，攻丝的功能，可完成大型发电机定子机座内部的法兰面、槽、孔、螺纹和定位用鸽尾的加工。本发明能够对60万KW~170万KW的核电、火电发电机的定子机座进行加工。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种发电机定子机座专用数控立式加工机床，包括立式的立柱（1），其底部设有用于带动立柱（1）旋转的回转工作台（3），其特征在于：所述立柱（1）侧壁纵向开有第一导轨槽（5），所述第一导轨槽（5）内设有刀架装置（4），所述刀架装置（4）受力时沿第一导轨槽（5）移动，所述立柱（1）顶部设有用于固定立柱（1）的对中装置（2）。

2.如权利要求1所述的立式加工机床，其特征在于：所述刀架装置（4）包括刀架体（4a）、下滑座（4c）和设于下滑座（4c）顶部的上滑座（4b），所述下滑座（4c）设于第一导轨槽（5）内，所述下滑座（4c）受力时沿第一导轨槽（5）移动；

所述下滑座（4c）顶部设有第二导轨槽，所述第二导轨槽与第一导轨槽（5）位于不同平面、且互相垂直，所述下滑座（4c）通过第二导轨槽与上滑座（4b）连接，所述上滑座（4b）受力时沿第二导轨槽移动；

所述上滑座（4b）内部开有第三导轨槽，所述第三导轨槽与第一导轨槽（5）位于同一平面、且互相垂直，所述刀架体（4a）设于第三导轨槽内、所述刀架体（4a）受力时沿第三导轨槽在上滑座（4b）内移动。

3.如权利要求2所述的立式加工机床，其特征在于：所述上滑座（4b）顶部设有监控装置（6）。

4.如权利要求1所述的立式加工机床，其特征在于：所述对中装置（2）包括与立柱（1）顶部中心固定的对中立柱（2a），所述对中立柱（2a）外壁等距设有至少四个支臂（2c），所述支臂（2c）远离对中立柱（2a）的一端与套于立柱（1）外部的工件连接。

5.如权利要求4所述的立式加工机床，其特征在于：所述对中装置（2）还包括套于对中立柱（2a）外壁的支座（2b）、设于对中立柱（2a）顶部的减速机（2d）、设于减速机（2d）两端的齿轮传动箱（2e）和设于齿轮传动箱（2e）底部的丝杠（2f），所述齿轮传动箱（2e）通过丝杠（2f）与支座（2b）连接，所述丝杠（2f）在减速机（2d）的牵引下带动支座（2b）纵向移动；所述支臂（2c）与对中立柱（2a）通过支座（2b）连接。

6.如权利要求4所述的立式加工机床，其特征在于：所述支臂（2c）与所述工件之间设有可伸缩顶杆（2g）。

7.如权利要求1所述的立式加工机床，其特征在于：还包括夹具装置（7），其设于工件相对的两侧，所述夹具装置（7）包括压紧油缸（7a）和杠杆式压杆（7b），所述压紧油缸（7a）通过杠杆式压杆（7b）与工件连接，所述杠杆式压杆（7b）在压紧油缸（7a）的带动下沿工件方向移动。

8.如权利要求7所述的立式加工机床，其特征在于：所述夹具装置（7）还包括移动油缸（7c），所述移动油缸（7c）与压紧油缸（7a）连接，所述压紧油缸（7a）在移动油缸（7c）的带动下沿所述工件方向移动。

9.如权利要求1至8任一所述的立式加工机床，其特征在于：还包括调温装置（8），所述调温装置（8）设于立柱（1）侧壁。

10.如权利要求1至8任一所述的立式加工机床，其特征在于：所述立柱（1）的横截面为环形，其直径为2300mm～3000mm，高度为12000mm～16000mm。

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