CN103317446B - 一种砂轮在线自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

一种砂轮在线自动平衡装置，属于磨削加工技术领域。本发明的主行星轮系包括主中心轮、主行星轮、系杆、行星架及内齿圈；差动轮系包括中心轮及行星轮；蜗轮蜗杆付包括蜗杆及蜗轮；蜗轮中部具有通孔，在通孔壁上同样设置有内齿圈；主行星轮和差动轮系行星轮通过系杆串联成行星轮组；主轴一端固接有砂轮，主轴内设置有补偿驱动轴，补偿驱动轴轴端偏心固装有补偿平衡块；主中心轮固装在主轴上同时与主行星轮及内齿圈相啮合，主行星轮安装于系杆上，系杆通过行星架与主轴相连接；补偿驱动轴固装有差动轮系中心轮，差动轮系中心轮与差动轮系行星轮相啮合，差动轮系行星轮与蜗轮的内齿圈相啮合，同时蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆与蜗杆驱动电机相连接。

Description

一种砂轮在线自动平衡装置

技术领域

本发明属于磨削加工技术领域，特别是涉及一种砂轮在线自动平衡装置。

背景技术

在精密磨削加工时，根据砂轮平衡方法制造的砂轮平衡装置，一般可分为砂轮静平衡装置、砂轮动平衡装置及砂轮在线自动平衡装置；砂轮静平衡装置和砂轮动平衡装置用在砂轮非工作状态时实现砂轮的平衡，砂轮在线自动平衡装置用在砂轮工作状态时实现砂轮的平衡；砂轮静平衡装置制造成本低，砂轮动平衡装置制造复杂成本高，砂轮静平衡装置和砂轮动平衡装置在砂轮工作时如果出现新的不平衡问题，只能拆下砂轮后重新平衡砂轮，这就造成了磨削生产的连续性差、效率低下。

现有的砂轮在线自动平衡装置，虽然可以实现砂轮在工作中的动态平衡，但其制造成本高，实用性差，无法很好的应用于实际生产中。

在荒磨加工时，例如钢坯修磨、钢锭修磨过程中，并不重视砂轮的平衡问题，这就导致在砂轮磨削加工时，由于砂轮的直径大，转速高，负荷重，这时砂轮的不平衡便会使磨削时的冲击振动增大，导致砂轮更易破碎，加速了砂轮的损耗，造成了极大的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种砂轮在线自动平衡装置，该装置既可以用于解决精密磨削加工时砂轮不平衡问题，又可以用于解决荒磨加工时砂轮不平衡质量大、易摩损破碎及损耗严重的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种砂轮在线自动平衡装置，包括砂轮、主轴、固定套筒、第一补偿驱动轴、第二补偿驱动轴、第一补偿平衡块、第二补偿平衡块、主行星轮系、第一差动轮系、第二差动轮系、第一蜗轮蜗杆付、第二蜗轮蜗杆付及蜗杆驱动电机；

所述的主行星轮系包括主中心轮、主行星轮、系杆、行星架及第一内齿圈；所述第一差动轮系包括第一中心轮及第一行星轮；所述第二差动轮系包括第二中心轮及第二行星轮；所述第一蜗轮蜗杆付包括第一蜗杆及第一蜗轮；所述第二蜗轮蜗杆付包括第二蜗杆及第二蜗轮；所述第一蜗轮及第二蜗轮中部均具有通孔，在第一蜗轮的通孔壁上设置有第三内齿圈，在第二蜗轮的通孔壁上设置有第二内齿圈；所述主行星轮系的主行星轮、第一差动轮系的第一行星轮和第二差动轮系的第二行星轮通过系杆串联连接形成行星轮组；

所述的砂轮通过砂轮卡盘与主轴的一端相固接，主轴的另一端通过轴承安装在固定套筒内，所述主轴设置为空心结构；在主轴内设置有第二补偿驱动轴，第二补偿驱动轴通过轴承与主轴相连接，在砂轮侧的第二补偿驱动轴的轴端固装有第二补偿平衡块，第二补偿平衡块偏心设置，第二补偿驱动轴另一侧的轴端位于固定套筒内；所述第二补偿驱动轴设置为空心结构；在第二补偿驱动轴内设置有第一补偿驱动轴，第一补偿驱动轴通过轴承与第二补偿驱动轴相连接，在砂轮侧的第一补偿驱动轴轴端固装有第一补偿平衡块，第一补偿平衡块偏心设置，第一补偿驱动轴另一侧的轴端位于固定套筒内；

在位于固定套筒内的主轴上固装有主中心轮，主中心轮与主行星轮相啮合，主行星轮同时与第一内齿圈相啮合，第一内齿圈固装在固定套筒内；所述主行星轮通过轴承安装于系杆上，系杆通过行星架与主轴相连接；

在位于固定套筒内的第二补偿驱动轴上固装有第二中心轮，第二中心轮与第二行星轮相啮合，第二行星轮通过轴承安装于系杆上，第二行星轮与第二蜗轮的第二内齿圈相啮合，同时第二蜗轮与第二蜗杆相啮合，第二蜗杆通过轴承安装在固定套筒上；在位于固定套筒内的第一补偿驱动轴上固装有第一中心轮，第一中心轮与第一行星轮相啮合，第一行星轮通过轴承安装于系杆上，第一行星轮与第一蜗轮的第三内齿圈相啮合，同时第一蜗轮与第一蜗杆相啮合，第一蜗杆通过轴承安装在固定套筒上；所述第一蜗杆和第二蜗杆的一侧轴端均连接有蜗杆驱动电机。

所述的行星轮组至少一组以上。

所述的主行星轮系的第一内齿圈、第一蜗轮的第三内齿圈及第二蜗轮的第二内齿圈的轮齿参数相同。

所述的主行星轮、第一行星轮及第二行星轮的轮齿参数相同。

所述的主中心轮、第一中心轮及第二中心轮的轮齿参数相同。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，既可以用于解决精密磨削加工时砂轮不平衡问题，又可以用于解决荒磨加工时砂轮不平衡质量大、易摩损破碎及损耗严重的问题，不但节省了生产成本，而且减少了砂轮的浪费，节能环保。

附图说明

图1为本发明的一种砂轮在线自动平衡装置结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的左视图；

图中，1—砂轮，2—砂轮卡盘，3—第一补偿平衡块，4—第二补偿平衡块，5—主轴，6—第二补偿驱动轴，7—第一补偿驱动轴，8—系杆，9—第二行星轮，10—第二蜗杆，11—第二蜗轮，12—第二中心轮，13—第一行星轮，14—第一蜗杆，15—第一蜗轮，16—第一中心轮，17—主行星轮，18—第一内齿圈，19—主中心轮，20—蜗杆驱动电机，21—质量不平衡点，22—固定套筒，23—行星架，24—第二内齿圈，25—第三内齿圈，A—平衡块间夹角。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种砂轮在线自动平衡装置，包括砂轮1、主轴5、固定套筒22、第一补偿驱动轴7、第二补偿驱动轴6、第一补偿平衡块3、第二补偿平衡块4、主行星轮系、第一差动轮系、第二差动轮系、第一蜗轮蜗杆付、第二蜗轮蜗杆付及蜗杆驱动电机20；

所述的主行星轮系包括主中心轮19、主行星轮17、系杆8、行星架23及第一内齿圈18；所述第一差动轮系包括第一中心轮16及第一行星轮13；所述第二差动轮系包括第二中心轮12及第二行星轮9；所述第一蜗轮蜗杆付包括第一蜗杆14及第一蜗轮15；所述第二蜗轮蜗杆付包括第二蜗杆10及第二蜗轮11；所述第一蜗轮15及第二蜗轮11中部均具有通孔，在第一蜗轮15的通孔壁上设置有第三内齿圈25，在第二蜗轮11的通孔壁上设置有第二内齿圈24；所述主行星轮系的主行星轮17、第一差动轮系的第一行星轮13和第二差动轮系的第二行星轮9通过系杆8串联连接形成行星轮组；

所述的砂轮1通过砂轮卡盘2与主轴5的一端相固接，主轴5的另一端通过轴承安装在固定套筒22内，所述主轴5设置为空心结构；在主轴5内设置有第二补偿驱动轴6，第二补偿驱动轴6通过轴承与主轴5相连接，在砂轮1侧的第二补偿驱动轴6的轴端固装有第二补偿平衡块4，第二补偿平衡块4偏心设置，第二补偿驱动轴6另一侧的轴端位于固定套筒22内；所述第二补偿驱动轴6设置为空心结构；在第二补偿驱动轴6内设置有第一补偿驱动轴7，第一补偿驱动轴7通过轴承与第二补偿驱动轴6相连接，在砂轮1侧的第一补偿驱动轴7轴端固装有第一补偿平衡块3，第一补偿平衡块3偏心设置，第一补偿驱动轴7另一侧的轴端位于固定套筒22内；

在位于固定套筒22内的主轴5上固装有主中心轮19，主中心轮19与主行星轮17相啮合，主行星轮17同时与第一内齿圈18相啮合，第一内齿圈18固装在固定套筒22内；所述主行星轮17通过轴承安装于系杆8上，系杆8通过行星架23与主轴5相连接；

在位于固定套筒22内的第二补偿驱动轴6上固装有第二中心轮12，第二中心轮12与第二行星轮9相啮合，第二行星轮9通过轴承安装于系杆8上，第二行星轮9与第二蜗轮11的第二内齿圈24相啮合，同时第二蜗轮11与第二蜗杆10相啮合，第二蜗杆10通过轴承安装在固定套筒22上；在位于固定套筒22内的第一补偿驱动轴7上固装有第一中心轮16，第一中心轮16与第一行星轮13相啮合，第一行星轮13通过轴承安装于系杆8上，第一行星轮13与第一蜗轮15的第三内齿圈25相啮合，同时第一蜗轮15与第一蜗杆14相啮合，第一蜗杆14通过轴承安装在固定套筒22上；所述第一蜗杆14和第二蜗杆10的一侧轴端均连接有蜗杆驱动电机20。

所述的行星轮组为三组。

所述的主行星轮系的第一内齿圈18、第一蜗轮15的第三内齿圈25及第二蜗轮11的第二内齿圈24的参数相同。

所述的主行星轮17、第一行星轮13及第二行星轮9的轮齿参数相同。

所述的主中心轮19、第一中心轮16及第二中心轮12的轮齿参数相同。

下面结合附图说明本发明的使用过程：

本发明在磨床中的应用。

在启动磨床之前，需要事先准备一台测振传感器（本实施例中选用型号为CA-YD-109B的加速度计），将测振传感器的信号接收端正对砂轮1的圆周端，将测振传感器的信号输出端与磨床的操控台相连接；同时将本发明的蜗杆驱动电机20（本实施例中选用型号为松下的MHMD-04-2-G-C-U伺服电机）的信号控制端与磨床的操控台相连接；完成以上准备工作之后，便可以启动磨床。

启动磨床，主轴5转动，从而带动砂轮1转动，同时通过主轴5的转动带动主中心轮19转动，由于主行星轮17同时与主中心轮19及第一内齿圈18相啮合，第一内齿圈18又固装在固定套筒22内，这就导致主行星轮17会绕着主轴5转动，进而通过系杆8带动第二行星轮9绕着主轴5转动，同时由于第二蜗杆10对第二蜗轮11的自锁作用，第二蜗轮11不可转动，这时第二行星轮9只会带动第二中心轮12转动，进而带动第二补偿驱动轴6转动；同理，通过系杆8带动第一行星轮13绕着主轴5转动；同时由于第一蜗杆14对第一蜗轮15的自锁作用，第一蜗轮15不可转动，这时第一行星轮13只会带动第一中心轮16转动，进而带动第一补偿驱动轴7转动；由于主行星轮系的第一内齿圈18、第一蜗轮15的第三内齿圈25及第二蜗轮11的第二内齿圈24的轮齿参数相同，主行星轮17、第一行星轮13及第二行星轮9的轮齿参数相同，主中心轮19、第一中心轮16及第二中心轮12的轮齿参数相同，最终可以实现主轴5、第一补偿驱动轴7及第二补偿驱动轴6的同转速转动，进而实现砂轮1、第一补偿平衡块3及第二补偿平衡块4的同转速转动。

在砂轮1转动过程中，测振传感器的信号接收端会检测出砂轮1的质量不平衡点21，并将检测信号通过操控台传递给蜗杆驱动电机20，蜗杆驱动电机20会驱动蜗杆转动，同时带动蜗轮转动，进而通过蜗轮的内齿圈带动行星轮转动，行星轮会带动中心轮转动，进而带动补偿驱动轴转动，最终实现补偿平衡块转动一定的角度，使第一补偿平衡块3和第二补偿平衡块4之间形成一定的平衡块间夹角A，使补偿平衡块与质量不平衡点21产生的离心力相等，以达到平衡质量不平衡点21的作用，使砂轮1在工作中始终能够保持在平衡状态。

Claims (4)

1.一种砂轮在线自动平衡装置，其特征在于：包括砂轮、主轴、固定套筒、第一补偿驱动轴、第二补偿驱动轴、第一补偿平衡块、第二补偿平衡块、主行星轮系、第一差动轮系、第二差动轮系、第一蜗轮蜗杆付、第二蜗轮蜗杆付及蜗杆驱动电机；

所述的主行星轮系包括主中心轮、主行星轮、系杆、行星架及第一内齿圈；所述第一差动轮系包括第一中心轮及第一行星轮；所述第二差动轮系包括第二中心轮及第二行星轮；所述第一蜗轮蜗杆付包括第一蜗杆及第一蜗轮；所述第二蜗轮蜗杆付包括第二蜗杆及第二蜗轮；所述第一蜗轮及第二蜗轮中部均具有通孔，在第一蜗轮的通孔壁上设置有第三内齿圈，在第二蜗轮的通孔壁上设置有第二内齿圈；所述主行星轮系的主行星轮、第一差动轮系的第一行星轮和第二差动轮系的第二行星轮通过系杆串联连接形成行星轮组；

所述的砂轮通过砂轮卡盘与主轴的一端相固接，主轴的另一端通过轴承安装在固定套筒内，所述主轴设置为空心结构；在主轴内设置有第二补偿驱动轴，第二补偿驱动轴通过轴承与主轴相连接，在砂轮侧的第二补偿驱动轴的轴端固装有第二补偿平衡块，第二补偿平衡块偏心设置，第二补偿驱动轴另一侧的轴端位于固定套筒内；所述第二补偿驱动轴设置为空心结构；在第二补偿驱动轴内设置有第一补偿驱动轴，第一补偿驱动轴通过轴承与第二补偿驱动轴相连接，在砂轮侧的第一补偿驱动轴轴端固装有第一补偿平衡块，第一补偿平衡块偏心设置，第一补偿驱动轴另一侧的轴端位于固定套筒内；

在位于固定套筒内的主轴上固装有主中心轮，主中心轮与主行星轮相啮合，主行星轮同时与第一内齿圈相啮合，第一内齿圈固装在固定套筒内；所述主行星轮通过轴承安装于系杆上，系杆通过行星架与主轴相连接；

在位于固定套筒内的第二补偿驱动轴上固装有第二中心轮，第二中心轮与第二行星轮相啮合，第二行星轮通过轴承安装于系杆上，第二行星轮与第二蜗轮的第二内齿圈相啮合，同时第二蜗轮与第二蜗杆相啮合，第二蜗杆通过轴承安装在固定套筒上；在位于固定套筒内的第一补偿驱动轴上固装有第一中心轮，第一中心轮与第一行星轮相啮合，第一行星轮通过轴承安装于系杆上，第一行星轮与第一蜗轮的第三内齿圈相啮合，同时第一蜗轮与第一蜗杆相啮合，第一蜗杆通过轴承安装在固定套筒上；所述第一蜗杆和第二蜗杆的一侧轴端均连接有蜗杆驱动电机；

所述的行星轮组至少一组以上。

2.根据权利要求1所述的一种砂轮在线自动平衡装置，其特征在于：所述的主行星轮系的第一内齿圈、第一蜗轮的第三内齿圈及第二蜗轮的第二内齿圈的轮齿参数相同。

3.根据权利要求1所述的一种砂轮在线自动平衡装置，其特征在于：所述的主行星轮、第一行星轮及第二行星轮的轮齿参数相同。

4.根据权利要求1所述的一种砂轮在线自动平衡装置，其特征在于：所述的主中心轮、第一中心轮及第二中心轮的轮齿参数相同。