CN103317173B - 大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，属于弧门门体加工技术领域。本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，包括弧形轨道与工装铰座，在所述弧形轨道上设有可放置弧门门体的行走台车，在弧形轨道的外弧外侧布置有移动式平面铣床，移动式平面铣床的铣削头刀盘垂直于弧门门体的弧门门体；在弧形轨道的内弧内侧设有可连接弧门门体的弧门支臂，所述弧门支臂铰接于工装铰座上；在行走台车内设有驱动其运行的液压控制系统，使弧门门体在行走台车上以工装铰座为中心，沿弧形轨道运行。本发明解决了没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板的技术问题，可避免立式工装的高空作业安全风险和数控镗铣床的高投入。

Description

大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置

技术领域

本发明涉及一种水利水电工程弧形工作闸门不同曲率半径的面板机加工技术，特别是一种大型弧形闸门面板圆弧成型机的加工装置。

背景技术

随着高水头电站的开发，随之也必须同时配置相应的控制设备——高水头弧门，因高水头弧门的运用要求越来越苛刻，其止水装置研究开发上普遍采用弧门门体进行加工，且精度要求越来越高。

目前，弧形闸门面板铣削一般采用大型数控镗铣床或立式工装进行加工，数控镗铣床投资费用高，且加工条件也要求高。而立式工装是将弧门立拼后，铣床环抱弧门门体加工，大大增加高空作业安全风险。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，主要解决没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板的技术问题，可避免立式工装的高空作业安全风险和数控镗铣床的高投入，且加工效率高，适用于几何尺寸大、吨位重、批量生产的弧门加工。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，包括弧形轨道与工装铰座，在所述弧形轨道上设有可放置弧门门体的行走台车，在弧形轨道的外弧外侧布置有移动式平面铣床，移动式平面铣床的铣削头刀盘垂直于弧门门体的弧门面板；在弧形轨道的内弧内侧设有可连接弧门门体的弧门支臂，所述弧门支臂铰接于工装铰座上；在行走台车内设有驱动其运行的液压控制系统，使弧门门体在行走台车上以工装铰座为中心，沿弧形轨道运行。

由于采用了上述结构，移动式平面铣床固定于弧形轨道的外弧外侧，单节弧形门侧卧于液压台车（也即行走台车）上，使液压台车驱动门体绕工装铰座做定心圆运动，实现横向圆弧铣削完成的弧门面板不同曲率半径曲面加工。本发明中，工装铰座与地面连接牢固，先将弧门支臂铰接于工装铰座上，最后将待加工的弧门门体（支臂连接面已加工）呈卧式放置于台车上。弧门门体与弧门支臂之间可采用螺栓连接，同时弧门门体与行走台车间点焊到一起，以使台车可以带动弧门门体、弧门支臂以工装铰座为圆心在弧形轨道上进行圆弧运动，移动式平面铣床垂直固定在弧形轨道外侧，铣削头刀盘始终与弧门门体保持相切，通过铣削头刀盘的转动实现对弧门门体的加工，铣床的铣削头上下运动，实现整个面板的切削，行走台车可正、反运动，实现连续加工。本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，主要解决没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板的技术问题，可避免立式工装的高空作业安全风险和数控镗铣床的高投入，且加工效率高，适用于几何尺寸大、吨位重、批量生产的弧门加工。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，所述工装铰座包括固定于地面上的工装铰座底座、位于工装铰座底座上方的工装铰座活动座以及连接于弧门支臂端部的弧门活动支铰，其中弧门活动支铰的端部被弧门铰轴穿于工装铰座活动座上，使弧门活动支铰与工装铰座活动座形成铰接，在所述弧门活动支铰的端部下方与工装铰座活动座之间设有套于弧门铰轴上的推力轴承。

由于采用了上述结构，可通过弧门铰轴将弧门活动支铰的端部铰接于工装铰座活动座上，使行走台车可以弧门铰轴为中心转动，从而便于移动式平面铣床对弧门门体进行加工；

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，所述行走台车包括车架、轮架和行走轮，所述车架用于放置弧门门体，在所述车架的两端均连接有轮架，所述轮架的两端均设有配对的行走轮，在位于外轨外侧的行走轮上设有与液压控制系统连接的减速机构。

由于采用了上述结构，可通过液压控制系统驱动减速机构，该减速机构可驱动位于外轨外侧的行走轮在弧形轨道上滚动，从而驱动整个行走台车能在弧形轨道上行走，由于行走台车上的车架用于放置弧门门体，因此可驱动弧门门体在弧形轨道方向上移动，从而可实现面板沿圆弧方向分为若干个区域，分区域加工圆弧，消除温差影响面板机加质量。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，所述液压控制系统包括电动机、连接于电动机上的液压齿轮泵、连接于液压齿轮泵上的电液换向阀以及与减速机构连接的液压马达；其中液压马达的进、出口分别设有单向阀，液压马达的进、出口经单向阀后依次串联单向节流阀、液控单向阀于电液换向阀上，所述电液换向阀上连接有背压阀，在液压齿轮泵与电液换向阀之间管路上连接设有电磁溢流阀的支路。

由于采用了上述结构，将液压齿轮泵始终保持高转速，齿轮泵保持恒定供油，回油时带背压，使其均匀回油；在两个液压马达的进、出油口各设置了节流阀，控制供给液压马达的油量保持相等；调整节流阀的开度，可控制台车运行前进速度；换向阀的进、出口处各设一个液控单向阀，当停车后自行将液压马达的进、出油口同时闭锁，液压马达不能回油，台车就制动停车，从而实现了对台车的精确控制，从而确保对弧门门体的加工精度要求。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，所述移动式平面铣床采用平面铣刀盘，对弧门门体采用沿圆弧方向分区域加工圆弧。

由于采用了上述结构，移动式平面铣床选用平面铣刀盘，将弧门门体沿圆弧方向分为若干区域，通过分区域加工圆弧，避免温差对加工质量造成影响。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，所述弧门铰轴的垂直度≤0.1mm，弧形轨道的内外轨面安装共面度≤1.5mm，移动式平面铣床与弧形轨道间的垂直度≤0.3mm，移动式平面铣床铣削头刀盘的垂直度≤0.1mm，弧门门体加工检查圆至弧门铰轴中心等距误差≤0.5mm，弧门铰轴垂直度≤0.5m。

由于采用了上述参数进行安装和调试使用，减少加工误差，才能够保证设备的加工精度，从而可替代数控镗铣床对大型弧形门面板进行加工。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、    本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，结构简单，操作简便，使用便捷，加工效率高，加工精度高，价格低廉，可通过变化弧形轨道的曲率半径即可实现不同弧度的弧门面板，使用范围广，可推广应用。

2、    本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，解决了没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板的技术问题，可避免立式工装的高空作业安全风险和数控镗铣床的高投入；

3、    本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，使100吨行走台车匀速、稳定的行走，保证切削质量，适用于几何尺寸大、吨位重、批量生产的弧门加工。

附图说明

图1是本发明的加工装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中工装铰座的结构示意图；

图4是本发明中行走台车的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明中行走台车液压控制系统的示意图。

图中标记：1-工装铰座、2-行走台车、3-弧形轨道、4-液压控制系统、5-移动式平面铣床、6-弧门门体、7-弧门支臂、8-弧门活动支铰、9-弧门铰轴、10-底座、11-活动座、12-推力轴承、13-轮架、14-铰轴、15-铰座、16-止轴板、17-行走轮、18-车架、19-轴承座、20-减速机构、21-电动机、22-液压齿轮泵、23-电磁溢流阀、24-背压阀、25-电液换向阀、26-液控单向阀、27-单向节流阀、28-单向阀、29-液压马达、30-压力表开关、31-压力表、32-空气过滤器、33-液位计。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图6所示，本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，包括弧形轨道3与工装铰座1，在所述弧形轨道3上设有可放置弧门面板6的行走台车2，且在弧形轨道3的外弧外侧布置有移动式平面铣床5，使移动式平面铣床5的铣削头刀盘垂直于弧门面板6，所述移动式平面铣床5采用平面铣刀盘，对弧门面板6采用沿圆弧方向分区域加工圆弧；在弧形轨道3的内弧内侧设有可连接弧门面板6的弧门支臂7，所述弧门支臂7铰接于工装铰座1上；在行走台车2内设有驱动其运行的液压控制系统4，使弧门面板6在行走台车2上以工装铰座1为中心，沿弧形轨道3运行。其中所述工装铰座1包括固定于地面上的工装铰座底座10、位于工装铰座底座10上方的工装铰座活动座11以及连接于弧门支臂7端部的弧门活动支铰8，其中弧门活动支铰8的端部被弧门铰轴9穿于工装铰座活动座11上，使弧门活动支铰8与工装铰座活动座11形成铰接，在所述弧门活动支铰8的端部下方与工装铰座活动座11之间设有套于弧门铰轴9上的推力轴承12。其中所述行走台车2包括车架18、轮架13和行走轮17，所述车架18用于放置弧门面板6，在所述车架18的两端均连接有轮架13，所述轮架13的两端均设有配对的行走轮17，在位于外轨外侧的行走轮17上设有与液压控制系统4连接的减速机构20，所述液压控制系统4包括电动机21、连接于电动机21上的液压齿轮泵22、连接于液压齿轮泵22上的电液换向阀25以及与减速机构20连接的液压马达29；其中液压马达29的进、出口分别设有单向阀28，液压马达29的进、出口经单向阀28后依次串联单向节流阀27、液控单向阀26于电液换向阀25上，所述电液换向阀25上连接有背压阀24，在液压齿轮泵22与电液换向阀25之间管路上连接设有电磁溢流阀23的支路。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，工装铰座10与地面连接牢固，先用弧门铰轴9将弧门活动支铰8与工装铰座1相连，再将弧门支臂7与活动支铰8连接到一起，最后将待加工弧门门体6（支臂连接面已加工）卧式放置在台车2上，弧门门体6与弧门支臂7间采用螺栓连接，弧门门体6与行走台车2点焊一起，行走台车2可以带动弧门门体6、弧门支臂7以弧门铰轴9为圆心在弧形轨道3上进行圆弧运动，移动式平面铣床4垂直固定在弧形轨道3外侧，铣床刀盘始终垂直于弧门门体6的弧门面板。实现圆弧切削，移动式平面铣床5的铣床刀盘上下移动，实现整个面板加工。移动式平面铣床5选用平面铣刀盘，将弧门面板沿圆弧方向分为若干区域，通过分区域加工圆弧，避免温差对加工质量造成影响。

如图3所示，工装铰座1包括：工装铰座底座10、工装铰座活动座11、自制推力轴承12 , 工装铰座底座10与地面连接牢固，自制推力轴承12放置在工装铰座底座10底平面上，弧门活动支铰8卧放在推力轴承12上面，用弧门铰轴9将工装铰座活动座11、工装铰座底座10、弧门活动支铰8组装在一起。

如图4和图5所示，行走台车2包括：轮架13、铰轴14、铰座15、止轴板16、行走轮17、车架18、角向轴承座19、减速机构20，角向轴承座19将行走轮17安装在轮架13上，所有行走轮17中心垂直与弧形轨道3，每组行走轮17呈八字形布置，使行走台车1不用向心拉力自然沿弧形轨道3行走，铰轴14将轮架13和铰座15连接，止轴板16固定铰轴14，铰座15与车架18间采用螺栓连接。液压马达29的动力通过减速机构20传到外轨外侧的两个行走轮，带动台车运行。

如图6所示，液压驱动系统4包括：电动机21、液压齿轮泵22、电磁溢流阀23、背压阀24、电液换向阀25、液控单向阀26单向节流阀27、单向阀28、液压马达29、压力表开关30、压力表31、空气过滤器32、液位计33，将液压齿轮泵22始终保持高转速，齿轮泵22保持恒定供油，回油时带背压，使其均匀回油；在两个液压马达29的进、出油口各设置了节流阀27，控制供给液压马达29的油量保持相等；调整节流阀27的开度，可控制台车运行前进速度；换向阀25的进、出口处各设一个液控单向阀26，当停车后自行将液压马达的进、出油口同时闭锁，液压马达不能回油，台车就制动停车。

使用时，本发明可通过变化弧形轨道的曲率半径即可实现不同弧度的弧门面板。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其工作原理为：工装铰座与地面连接牢固，通过弧门铰轴9依次安装弧门活动支铰8、弧门支臂7、弧门门体6，螺栓相连；行走台车2与弧门门体6搭焊相连，行走台车2带动弧门门体6、弧门支臂7、弧门活动支铰8围绕着工装铰座1中心，在弧形轨道3上做圆弧运动，移动式平面铣床5垂直固定在弧形轨道外3侧，铣床刀盘垂直于弧门面板，通过铣床转动和行走台车的运动实现圆弧铣削；铣床上、下运动，便可实现整个弧门面板加工。

当一扇弧门面板铣削完成，台车行走至顶端，只需拆卸下弧门门体，更换新门体即可开始下一扇门体面板的加工。

整体安装要求弧门支臂7、弧门活动支铰8、弧门铰轴9，均为图纸标准件，所述弧门铰轴9的垂直度≤0.1mm，弧形轨道3的内外轨面安装共面度≤1.5mm，移动式平面铣床5与弧形轨道3间的垂直度≤0.3mm，移动式平面铣床5铣削头刀盘的垂直度≤0.1mm，弧门门体6加工检查圆至弧门铰轴9中心等距误差≤0.5mm，弧门铰轴9垂直度≤0.5mm。以此保证设备加工精度。

本发明的设备的加工方式是：沿弧门面板弧长方向，分成若干区域，采用分段加工弧面的方式，确保在分段长度以加工时间内，环境温差不导致支臂热胀冷缩，影响面板加工质量为宜；台车可以正反运动，实现连续加工，节省时间。

本发明的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，解决了没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板的技术问题，可避免立式工装的高空作业安全风险和数控镗铣床的高投入，适用于几何尺寸大、吨位重、批量生产的弧门加工，适合几何尺寸大，吨位重的弧门批量加工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：它包括弧形轨道（3）与工装铰座（1），在所述弧形轨道（3）上设有可放置弧门门体（6）的行走台车（2），且在弧形轨道（3）的外弧外侧布置有移动式平面铣床（5），使移动式平面铣床（5）的铣削头刀盘垂直于弧门门体（6）的弧门面板；在弧形轨道（3）的内弧内侧设有可连接弧门门体（6）的弧门支臂（7），所述弧门支臂（7）铰接于工装铰座（1）上；在行走台车（2）内设有驱动其运行的液压控制系统（4），使弧门门体（6）在行走台车（2）上以工装铰座（1）为中心，沿弧形轨道（3）运行。

2.如权利要求1所述的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：所述工装铰座（1）包括固定于地面上的工装铰座底座（10）、位于工装铰座底座（10）上方的工装铰座活动座（11）以及连接于弧门支臂（7）端部的弧门活动支铰（8），其中弧门活动支铰（8）的端部被弧门铰轴（9）穿于工装铰座活动座（11）上，使弧门活动支铰（8）与工装铰座活动座（11）形成铰接，在所述弧门活动支铰（8）的端部下方与工装铰座活动座（11）之间设有套于弧门铰轴（9）上的推力轴承（12）。

3.如权利要求1或2所述的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：所述行走台车（2）包括车架（18）、轮架（13）和行走轮（17），所述车架（18）用于放置弧门门体（6），在所述车架（18）的两端均连接有轮架（13），所述轮架（13）的两端均设有配对的行走轮（17），在位于外轨外侧的行走轮（17）上设有与液压控制系统（4）连接的减速机构（20）。

4.如权利要求3所述的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：所述液压控制系统（4）包括电动机（21）、连接于电动机（21）上的液压齿轮泵（22）、连接于液压齿轮泵（22）上的电液换向阀（25）以及与减速机构（20）连接的液压马达（29）；其中液压马达（29）的进、出口分别设有单向阀（28），液压马达（29）的进、出口经单向阀（28）后依次串联单向节流阀（27）、液控单向阀（26）于电液换向阀（25）上，所述电液换向阀（25）上连接有背压阀（24），在液压齿轮泵（22）与电液换向阀（25）之间管路上连接设有电磁溢流阀（23）的支路。

5.如权利要求1或2或4所述的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：所述移动式平面铣床（5）采用平面铣刀盘，对弧门门体（6）采用沿圆弧方向分区域加工圆弧。

6.如权利要求1或2或4所述的大型弧形闸门面板侧卧式圆弧成型机加工装置，其特征在于：所述弧门铰轴（9）的垂直度≤0.1mm，弧形轨道（3）的内外轨面安装共面度≤1.5mm，移动式平面铣床（5）与弧形轨道（3）间的垂直度≤0.3mm，移动式平面铣床（5）铣削头刀盘的垂直度≤0.1mm，弧门门体（6）加工检查圆至弧门铰轴（9）中心等距误差≤0.5mm，弧门铰轴（9）垂直度≤0.5mm。