CN104985242A - 升船机中弧形门的止水结构加工装置、方法及止水结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升船机中弧形门的止水结构加工装置、方法及止水结构，涉及机械加工设备技术领域，该加工装置包括水平架设的主轴，主轴的两端由外至内依次设有胀紧毂和侧向加工组件，两个侧向加工组件之间的主轴还设有一个底止水加工组件。本发明缩短了加工周期、确保了两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度要求以及底止水板的弧度要求。

Description

升船机中弧形门的止水结构加工装置、方法及止水结构

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体来讲是一种升船机中弧形门的止水结构加工装置、方法及止水结构。

背景技术

升船机中，弧形门的止水结构设置在承船厢的两头。参见图1所示，每个止水结构为一个底壁和两个侧壁组成的半包围框结构，其开口朝上，，底壁的宽度可达10至20米，侧壁的高度5米至10米。所述底壁的上表面设有底壁凸台150，底壁凸台150的横截面为直角梯形，底壁凸台下底的直角所在的棱为底壁的后边沿，底壁凸台150的倾斜面160顶部边沿处，铺设有底止水板100(用于弧形门底止水)。两个侧壁的内表面分别相对设有供弧形门(即承船厢的工作门)旋转的弧形轨道120，每个弧形轨道120的圆心处设置有用于弧形门旋转的支臂孔130。两个侧壁的内表面还分别相对设置有侧壁凸台140，侧壁凸台140整体呈长方体结构，每个侧壁凸台140的后表面与所在侧壁的后边沿平齐，每个侧壁凸台140的前表面向内凹陷形成第二圆弧面170，且第二圆弧面170的圆心、弧形轨道120的圆心均位于支臂孔130的中轴线；两个第二圆弧面170相对边的边沿处铺设有弧形止水板110(用于弧形门侧止水)。为了满足弧形门启闭及止水的使用，要求两个侧壁的支臂孔130同心度≤0.5mm、每个弧形轨道120的平面度≤1.0mm、底止水板100的精度≤1.0mm、每个弧形止水板110的精度≤1.0mm。

目前，国内外已建、在建的上述弧形门的止水结构，均需要再次加工，加工均采用分步、分块的加工方式，分别对底止水板100、弧形止水板110和弧形轨道120单独加工，这些加工方式需要对工装进行多次重复定位，导致加工周期长，且无法确保两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度要求。

此外，当弧形门启闭运动时，弧形门结构上的止水橡皮会在底止水板100上磨擦，止水橡皮带有一定弧度，而目前底止水板100多采用平面铣的方式进行加工，因此为平面结构，止水橡皮与底止水板100之间为线接触，在使用过程中加速了止水橡皮的磨损。在弧形门关闭时，弧形门结构上安装的止水橡皮会压紧在底止水板100上，前者带有弧度，后者外表面为平面，也将影响水封效果的实现。

综上所述，如何缩短加工周期、确保两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度要求以及底止水板的弧度要求，是目前亟待解决的问题。

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升船机中弧形门的止水结构加工装置、方法及止水结构，缩短了加工周期、确保了两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度要求以及底止水板的弧度要求。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种升船机中弧形门的止水结构加工装置，包括水平架设的主轴，主轴的两端由外至内依次设有胀紧毂和侧向加工组件，两个侧向加工组件之间的主轴还设有一个底止水加工组件；所述底止水加工组件包括两根支撑臂，每根支撑臂顶端通过圆箍套设于主轴，两根支撑臂底端通过两根导柱相连，一个滑座滑动套设于两根导柱；两根支撑臂底端固定插设有一根螺杆，螺杆的一端固定安装有一个手柄；两根支撑臂底端还穿过一根转动设置的第一传动轴，第一传动轴的一端安装有第一电机，所述滑座滑动套设于螺杆和第一传动轴；所述滑座外侧设有加工止水结构中底止水板的第一铣头总成；所述侧向加工组件包括位于同直线的两根转臂，每根转臂一端安装于一个半轴承座，两个半轴承座相对安装于主轴；其中一根转臂安装有驱动两根转臂绕主轴转动的旋转机构，另一根转臂的另一端安装有加工机构，加工机构与一根第二传动轴的一端相连，第二传动轴的另一端安装有第二电机；所述加工机构为加工止水结构中弧形止水板的第二铣头总成，或者为加工止水结构中弧形轨道的第三铣头总成。

在上述技术方案的基础上，所述第一传动轴和第一电机为第一传动机构的一部分，所述第一传动机构还包括与第一电机相连的第一减速机，且第一减速机的输出轴通过连接套与第一传动轴连接，第一传动轴安装有双联齿轮。

在上述技术方案的基础上，所述滑座设置有进给机构，所述进给机构包括圆齿轮、转动轴、第一蜗杆和第一蜗轮；其中，所述圆齿轮固定安装于转动轴的一端，并与第一传动机构的双联齿轮啮合，转动轴的另一端通过一组过渡齿轮与第一蜗杆的输入端相连，第一蜗杆的输出端与第一蜗轮啮合，且第一蜗轮固定套装于螺杆。

在上述技术方案的基础上，所述第一铣头总成包括具有空腔的第一壳体，空腔内沿支撑臂长度方向设置有第一旋转轴，第一旋转轴的输入端套装有第一铣头锥齿轮，第一旋转轴的输出端与一个第一刀轴的输入端连接，第一刀轴的输出端连接有第一刀盘。

在上述技术方案的基础上，所述第一铣头总成通过一个第一变向机构与第一传动轴相连；第一变向机构包括心轴，该心轴套有轴承座，轴承座贯穿固定于滑座的面板；其中，心轴的输入端延伸至滑座内，且通过一个第一变向锥齿轮与所述双联齿轮啮合；心轴的输出端延伸至所述第一壳体内，同样通过一个第一变向锥齿轮与第一铣头锥齿轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述螺杆和手柄为手动机构的一部分，所述手动机构还包括固定轴，螺杆与两个支撑臂分别通过衬套焊接固定；手柄固定安装于螺杆的驱动端，固定轴固定安装于手柄所在支撑臂的外侧，并通过一个连接柄与螺杆的驱动端相连。

在上述技术方案的基础上，所述旋转机构安装于转臂的一端内侧，旋转机构包括大齿轮、沿转臂长度方向设置的旋转组件、以及对称设置于旋转组件两端的减速器；所述大齿轮套装在主轴上，且固定于待加工止水结构的侧壁上；两个减速器分别通过中心架固定安装于转臂，两个减速器的输出端分别与旋转组件的输入端相连；旋转组件的输出端与大齿轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述旋转组件包括第二蜗杆和第三传动轴；所述第二蜗杆通过蜗杆支座安装在转臂上，第二蜗杆两端分别固定安装有滑动离合器，每端的滑动离合器与该端减速器的输出端相连；所述第三传动轴贯穿于转臂，且第三传动轴的输入端设有第二蜗轮，该第二蜗轮与第二蜗杆啮合，第三传动轴的输出端由外至内依次套装有可调齿轮和固定齿轮，可调齿轮和固定齿轮均与大齿轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述第二传动轴和第二电机为第二传动机构的一部分，所述第二传动机构还包括与第二电机相连的第二减速机，且第二减速机的输出轴与第二传动轴连接，第二传动轴安装有传动锥齿轮。

在上述技术方案的基础上，所述第二铣头总成包括具有空腔的第二壳体，空腔内沿转臂长度方向设置有第二旋转轴，第二旋转轴套装有第二铣头锥齿轮，第二旋转轴的输出端与一个第二刀轴的输入端连接，第二刀轴的输出端连接有第二刀盘。

在上述技术方案的基础上，所述第二铣头总成通过一个第二变向机构与第二传动轴相连；所述第二变向机构包括沿转臂宽度方向设置的变向轴，该变向轴的输入端通过一个第二变向锥齿轮与第二传动机构的传动锥齿轮啮合，变向轴的输出端延伸至第二铣头总成的第二壳体内，并通过另一个第二变向锥齿轮与第二铣头总成的第二铣头锥齿轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述第三铣头总成包括具有空腔的第三壳体，空腔内沿转臂宽度方向设置有第三旋转轴，第三旋转轴上套装有第三铣头锥齿轮，第三旋转轴的输出端与一个第三刀轴的输入端连接，第三刀轴的输出端连接有第三刀盘。

在上述技术方案的基础上，所述第三铣头总成通过一个第二变向机构与第二传动轴相连；所述第二变向机构包括沿转臂长度方向设置的过渡轴，该过渡轴的输入端通过一个第三变向锥齿轮与第二传动机构的传动锥齿轮啮合，过渡轴的输出端延伸至所述第三壳体内，并通过另一个第三变向锥齿轮与所述第三铣头锥齿轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述主轴的两端分别套装有胀紧套，胀紧套插装在胀紧毂的中心孔内，胀紧套插有锥圈。

本发明还提供一种基于上述装置的升船机中弧形门的止水结构加工方法，包括以下步骤：步骤S1.利用激光经纬仪将主轴水平架设于待加工止水结构的两侧壁之间；其中，主轴两端的胀紧毂固定插装在两侧壁的支臂孔内；步骤S2.安装侧向加工组件，先将加工机构安装为第二铣头总成；步骤S3.安装底止水加工组件，操作人员通过手柄抬起螺杆，进而将支撑臂调整至底止水板表面固定；步骤S4.利用第二铣头总成加工弧形止水板，通过第一铣头总成及调整后的支撑臂，将底止水板的外表面加工成第一圆弧面，且第二铣头总和第一铣头总成同步加工；在第一圆弧面的加工过程中，操作者微调第一铣头总成的第一刀盘，使第一圆弧面的圆心位于支臂孔中轴线；步骤S5.弧形止水板加工完毕后，将第二铣头总成替换为第三铣头总成，通过其对弧形轨道进行加工，使弧形轨道的圆心与位于支臂孔中轴线。

本发明还提供一种基于上述方法加工得到的升船机中弧形门的止水结构，所述底止水板的外表面为第一圆弧面，该第一圆弧面的半径与弧形止水板的半径相等，且第一圆弧面的圆心、弧形轨道的圆心均位于支臂孔的中轴线。

在上述技术方案的基础上，所述第一圆弧面和和弧形止水板的半径为2855mm，弧形轨道的半径为2640mm。

在上述技术方案的基础上，所述两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度均≤0.5mm。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过利用激光经纬仪将主轴水平设置于两侧壁之间，主轴两端的两个侧向加工组件是以同一根主轴为中心同时旋转加工的，相对于现有分开进行加工的方案而言，其加工工差较小，满足了两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度要求并缩短了加工周期。进一步的，主轴的两端通过胀紧毂固定安装在支臂孔中，确保了两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度在0.5mm以内。

2、底止水加工组件中，通过调节支撑臂以及刀盘倾斜角度，刀盘上的刀具会与底止水板形成弧形的接触面，最终加工出的止水结构，其底止水板具有第一圆弧面，满足了底止水板的弧度要求。使弧形门的止水橡皮与底止水板之间为面接触，降低了止水橡皮的磨损。另外，在弧形门关闭时，止水橡皮会压紧在底止水板，由于二者都是弧面，并且为面接触，提高了水封效果。

3、本发明可以实现弧形止水板与底止水板的同步加工，大大缩短了工件加工周期。同时，该整体加工装置仅需一次定位就可以完成止水结构多处的机加工，降低了重复定位所产生误差和人工投入，提高了产品的适应性和加工质量。

4、本发明采用常见的普通钢材、电机及标准件等零部件组成，因此制作成本较低。同时，使用过程中如出现损坏现象，则较易维修和替换，因此实用性强。

附图说明

图1为升船机中弧形门的止水结构的示意图；

图2为本发明实施例中升船机中弧形门的止水结构加工装置的示意图；

图3为本发明实施例中主轴的安装结构示意图；

图4为本发明实施例中底止水加工组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中支撑臂的结构示意图；

图6为本发明实施例中滑座的结构示意图；

图7为本发明实施例中第一传动机构的结构示意图；

图8为本发明实施例中进给机构的结构示意图；

图9为图8中C-C向视图；

图10为本发明实施例中手动机构的结构示意图；

图11为本发明实施例中第一变向机构的结构示意图；

图12为本发明实施例中第一铣头总成的结构示意图；

图13为本发明实施例中第二铣头总成作为加工机构的侧向加工组件的结构示意图；

图14为图13中第二传动机构的结构示意图；

图15为图14中B部分的放大示意图；

图16为本发明实施例中第三铣头总成作为加工机构的侧向加工组件的结构示意图；

图17为图16中第二传动机构的结构示意图；

图18为图17中A部分的放大示意图；

图19为本发明实施例中旋转机构的结构示意图；

图20为图19中旋转组件的结构示意图；

图21为本发明实施例中升船机中弧形门的止水结构加工方法的流程图。

附图标记：

100－底止水板；110－弧形止水板；120－弧形轨道；130－支臂孔；140－侧壁凸台；150－底壁凸台；160－倾斜面；170－第二圆弧面。

200－主轴；210－锥圈；220－支撑架；230－胀紧毂；240－胀紧套。

300－底止水加工组件；

310－支撑臂；311－导柱；312－支柱；313－槽钢；

320－滑座；321－侧板；322－面板；

330－第一传动机构；331－第一电机；332－第一减速机；333－第一传动轴；334－双联齿轮；

340－手动机构；341－螺杆；342－手柄；343－固定轴；344－衬套；345－连接柄；

350－进给机构；351－圆齿轮；352－转动轴；353－第一蜗杆；354－第一蜗轮；355－过渡齿轮；

360－第一铣头总成；361－第一壳体；362－第一旋转轴；363－第一铣头锥齿轮；364－第一刀轴；365－第一刀盘；

370－第一变向机构；371－心轴；372－轴承座；373－第一变向锥齿轮。

400－侧向加工组件；

410－转臂；411－半轴承座；412－配重块；

420－旋转机构；421－大齿轮；422－减速器；423－中心架；424－旋转组件；424a－第二蜗杆；424b－第三传动轴；424c－蜗杆支座；424d－滑动离合器；424e－第二蜗轮；424f－可调齿轮；424g－固定齿轮；

430－第二传动机构；431－第二电机；432－第二减速机；433－传动锥齿轮；434－第二传动轴；

440－第二铣头总成；441－第二壳体；442－第二旋转轴；443－第二铣头锥齿轮；444－第二刀轴；445－第二刀盘；

450－第三铣头总成；451－第三壳体；452－第三旋转轴；453－第三铣头锥齿轮；454－第三刀轴；455－第三刀盘；

460－第二变向机构；461a－变向轴；462a－第二变向锥齿轮；461b－过渡轴；462b－第三变向锥齿轮。

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，本发明实施例提供了一种升船机中弧形门的止水结构加工装置，包括水平架设的主轴200，主轴200的两端由外至内依次设有胀紧毂230和侧向加工组件400，两个侧向加工组件400之间的主轴200还设有一个底止水加工组件300。

参见图3所示，胀紧毂230固定安装在支臂孔130内，主轴200的两端分别套装有胀紧套240，主轴200的端部和胀紧套240一同插装在胀紧毂230的中心孔内，并通过锥圈210锁紧。通过调整两个锥圈210的吃入量，可顶紧固定主轴200并确保主轴200中心位于支臂孔130的中心。确保了两个弧形止水板之间、两个弧形轨道之间的同轴度在0.5mm以内。

主轴200由多根钢管(或圆钢)首尾顺次拼接组成，在每段钢管的端头焊接法兰板，相邻的法兰板配钻螺栓孔，钢管与钢管之间通过螺栓连接。为了固定主轴200，并防止主轴200因重力而出现下饶变形，通过支撑架220固定主轴200于底壁上方。支撑架220上设有固定钢管的支撑座。支撑座由下座(焊接件)、上盖、下支撑环、上支撑环、螺栓、螺母等组成。其中上、下支撑环均为内径与主轴200外径相同的半圆形。在安装时先将上、下支撑套在主轴200外，再用螺钉锁紧上、下支撑环。再在支撑环的外部安装固定下座和上盖，下座和上盖之间用螺栓连接。同时，通过下座和上盖上的螺栓孔，安装螺栓并顶紧支撑环，此时，支撑座与主轴200达到紧密连接的状态，并可以通过调节顶紧支撑环的各处螺栓松紧，保证主轴200的中心位置。在支撑座下座的底部焊接有一块座板，该座板与支撑架220上方的顶板配钻有螺栓孔，通过螺栓可将支撑架220与支撑座连接成整体，构成主轴200的支撑。

参见图4所示，底止水加工组件300包括滑座320、两根对称设置的支撑臂310、加工底止水板100的第一铣头总成360、为滑座320和第一铣头总成360提供动力的第一传动机构330以及控制支撑臂310旋转角度的手动机构340。其中，支撑臂310起连接和支撑的作用。滑座320可在支撑臂310的导柱311上移动，用于支撑固定第一铣头总成360。进给系统350提供滑座320移动的动力。第一传动机构330提供第一铣头总成360切削加工动力。第一变向机构370用于连接第一传动机构330和第一铣头总成360，将第一电机331的运动传动到第一铣头总成360。手动机构340的螺杆341作为滑座320行走的轨道；同时，手动机构340还产兼顾调节第一铣头总成360加工方向的功能。

参见图5所示，两根支撑臂310的顶端分别通过圆箍套装于主轴200，两根支撑臂310的底端通过一个导柱311相连，导柱311通过胀紧圈固定在支撑臂310的开孔中，胀紧圈外用圆螺母锁紧。支撑臂310角度调整到位后，其底端用支柱312及槽钢313焊接固定在止水结构上，防止第一铣头总成360加工时产生的振动，提高了加工精度。

参见图6所示，滑座320通过开设在其两侧板321的通孔，活动套装于导柱311，且滑座320内设置有进给机构350；具体的，滑座320的两块侧板321间焊接有套筒，安装时需将套筒穿过支撑臂310。由于无固定的连接，当滑座320受水平方向作用力时，滑座320可沿着导柱311移动。在滑座320的套筒上还安装有油杯(套筒与油杯用螺纹连接)，可添加润滑油，减小套筒与支撑臂310间的摩擦。第一传动机构330包括第一传动轴333，手动机构340包括螺杆341，第一传动机构330和手动机构340均固定安装在其中一根支撑臂310的底端外侧，且第一传动轴333和螺杆341均穿过该支撑臂310和滑座320并延伸至另一根支撑臂310，其中，滑座320与螺杆341之间无固定连接，仅在螺杆341穿过滑座320上开孔处放置有衬套，两者可发生相对运动。第一传动轴333还与滑座320内的进给机构350相连；第一铣头总成360固定安装于滑座320的面板322外侧，并通过一个第一变向机构370与第一传动轴333相连。当滑座320运动时，第一铣头总成360随动。

参见图7所示，第一传动机构330还包括相互连接的第一电机331和第一减速机332，且第一减速机332的输出轴通过连接套与第一传动轴333连接，第一传动轴333上安装有双联齿轮334。

具体的，第一减速机332为摆线指针减速机，其输出端的法兰面通过法兰和螺栓连接固定在支撑臂310上，输出轴用连接套与第一传动轴333连接。其中第一减速机332输出轴与连接套、第一传动轴333与连接套之间均用平键、螺钉连接固定，确保第一传动轴333与第一减速机332输出轴转动同步。第一传动轴333穿过滑座320的侧板321，在连接处安装有轴承，其中一侧的轴承外端安装用螺钉固定在侧板321上的轴承座，可防止第一传动轴333在左右方向上移动。在滑座320范围内的第一传动轴333上安装有双联齿轮334，双联齿轮334与第一传动轴333之间用键连接，并通过螺钉锁紧，双联齿轮334分别与第一变向机构370的第一变向锥齿轮373、进给机构350的圆齿轮351啮合，当第一电机331工作时，第一传动机构330将带动第一变向机构370和进给机构350的齿轮转动。

参见图8和图9所示，进给机构350包括圆齿轮351、转动轴352、第一蜗杆353和第一蜗轮354；其中，圆齿轮351固定安装于转动轴352的一端，并与传动机构的双联齿轮334啮合，转动轴352的另一端通过一组过渡齿轮355与第一蜗杆353的输入端相连，第一蜗杆353的输出端与第一蜗轮354啮合，且第一蜗轮354固定套装与手动机构340的螺杆341上。故当转动轴352上的圆齿轮351运动时，第一蜗轮354随动。

具体的，转动轴352的两端通过轴承与滑座320的侧板321连接。在轴承外部有压盖顶紧，压盖与侧板321通过螺栓固定，因而转动轴352与滑座320间仅能相对转动，不能发生相对位移。第一蜗杆353与通过轴承固定在蜗轮架上。第一蜗轮354通过轴承与卡箍连接，卡箍通过螺栓固定在蜗轮架上。蜗轮架与滑座320之间用螺栓固定。因而上述零部件与滑座320之间均不能发生相对位移。在另一方面，第一蜗轮354套在手动机构340的螺杆341上，手动机构340的两端均与支撑臂310相固定，当第一蜗轮354转动时，螺杆341不能转动，此时便会推动第一蜗轮354带动整个滑座320(包含其相关的零部件)沿着螺杆341方向(即沿着导柱311方向)运动，实现第一铣头总成360在水平方向的加工进给。

参见图12所示，第一铣头总成360包括具有空腔的第一壳体361，空腔内沿支撑臂310长度方向设置有第一旋转轴362，第一旋转轴362的输入端上套装有第一铣头锥齿轮363，第一旋转轴362的输出端与一个第一刀轴364的输入端连接，第一刀轴364的输出端连接有第一刀盘365。第一铣头总成360实现的主要功能是完成铣刀的转动及铣刀在切削深度上的进给。在铣刀安装时，调节其角度，可以实现底止水的弧度加工。

具体的，第一壳体361通过螺栓固定在滑座320的面板322外侧，主轴套位于第一壳体361的空腔内，与第一壳体361之间在侧向上安装有导向键，其余部位仅接触无连接，因而，主轴套可以以第一壳体361为支撑件并相对第一壳体361产生移动。主轴套位于第一旋转轴362的外部。其下部与第一旋转轴362之间用轴承连接，轴承的下端顶紧有下端盖，下端盖与主轴套用螺钉连接。主轴套上部与第一旋转轴362通过两个轴承连接。两个轴承分别位于主轴套的两个台阶处，一个轴承的上端用螺母锁紧，另一个轴承的下端用第一旋转轴362的台阶处限位。经上述连接方式，第一旋转轴362可以相对主轴套发生转动，而不能产生相对移动。

参见图11所示，第一变向机构370包括心轴371，该心轴371通过轴承座372贯穿固定于滑座320的面板322；其中，心轴371的输入端延伸至滑座320内，且通过一个第一变向锥齿轮373与第一传动机构330的双联齿轮334啮合；心轴371的输出端延伸至第一铣头总成360的第一壳体361内，并通过另一个第一变向锥齿轮373与第一铣头总成360的第一铣头锥齿轮363啮合。

具体的，第一变向机构370通过轴承座372固定在滑座320上。主要作用是将第一传动机构330的输出运动传递给第一铣头总成360。其连接及传动方式如下：第一变向锥齿轮373通过平键固定在心轴371上，其中一个第一变向锥齿轮373与第一传动机构330的双联齿轮334，另一个第一变向锥齿轮373与第一铣头总成360的第一铣头锥齿轮363啮合。第一传动机构330工作时，通过第一变向锥齿轮373带动心轴371随动，进而通过另一个第一变向锥齿轮373带动第一铣头总成360的第一铣头锥齿轮363转动。

参见图10所示，手动机构340还包括手柄342和固定轴343，螺杆341通过衬套344分别与两个支撑臂310焊接固定；手柄342固定安装于螺杆341的驱动端，固定轴343固定安装于手柄342所在支撑臂310的外侧，并通过一个连接柄345与螺杆341的驱动端相连。

具体的，螺杆341穿过支撑臂310，在支撑臂310开孔处垫有衬套344。衬套344与支撑臂310焊接固定。在衬套344两端分别顶紧有轴承，轴承与螺杆341台阶轴处顶紧，轴承外端顶紧有垫圈、小圆螺母及连接柄345，连接柄345与螺杆341、固定轴343之间通过键连接。固定轴343通过螺钉与支撑臂310连接。从上述连接方式可知，手动机构340与支撑臂310相对固定，不能发生横向的相对移动。当旋转手柄342时，将带动整个支撑臂310旋转，从而可以用于调节第一铣头总成360的刀盘365方向。

参见图13和图16所示，侧向加工组件400包括旋转机构420、加工机构、两根对称设置的转臂410以及为加工机构提供动力的第二传动机构430；两根转臂410位于同直线的两根转臂410，每根转臂410一端安装于一个半轴承座411，两个半轴承座411相对安装于主轴200；第二传动机构430包括第二传动轴434，第二传动机构430固定安装于其中一根转臂410的一端内侧，且第二传动轴434通过一个第二变向机构460，与位于同一根转臂410另一端的加工机构相连；旋转机构420安装于另一根转臂410的一端内侧。加工机构为加工弧形止水板110的第二铣头总成440或者加工弧形轨道120的第三铣头总成450。在旋转机构420所在转臂410的端部配有配重块412，可使两根转臂410的承重相当，保证转臂410的旋转平稳。

其中，转臂410是整个侧向加工组件400的支撑，旋转机构420驱动转臂410的旋转，第二传动机构430供加工机构的加工动力，第二变向机构460用于连接第二传动机构430和加工机构，加工机构用于完成弧形止水板110和弧形轨道120的加工作业。

参见图14和图17所示，第二传动机构430还包括相互连接的第二电机431和第二减速机432，且第二减速机432的输出轴通过连接套与第二传动轴434连接，第二传动轴434上安装有传动锥齿轮433。

参见图15所示，第二铣头总成440包括具有空腔的第二壳体441，空腔内沿转臂410长度方向设置有第二旋转轴442，第二旋转轴442上套装有第二铣头锥齿轮443，第二旋转轴442的输出端与一个第二刀轴444的输入端连接，第二刀轴444的输出端连接有第二刀盘445。

第二变向机构460包括沿转臂410宽度方向设置的变向轴461a，该变向轴461a的输入端通过一个第二变向锥齿轮462a与第二传动机构430的传动锥齿轮433啮合，变向轴461a的输出端延伸至第二铣头总成440的第二壳体441内，并通过另一个第二变向锥齿轮462a与第二铣头总成440的第二铣头锥齿轮443啮合。当第二传动机构430的传动锥齿轮433运转时，第二铣头总成440的第二刀盘445随动。

在另一方面，第二壳体441与第二旋转轴442、第二刀轴444之间可以发生相对旋转运动，不能产生相对位移。因而当第二壳体441运动时，整个第二铣头总成440都将平移运动，从而实现了第二刀盘445在侧止水宽度方向的加工进给。

参见图18所示，第三铣头总成450包括具有空腔的第三壳体451，空腔内沿转臂410宽度方向设置有第三旋转轴452，第三旋转轴452上套装有第三铣头锥齿轮453，第三旋转轴452的输出端与一个第三刀轴454的输入端连接，第三刀轴454的输出端连接有第三刀盘455。

第二变向机构460包括沿转臂410长度方向设置的过渡轴461b，该过渡轴461b的输入端通过一个第三变向锥齿轮462b与第二传动机构430的传动锥齿轮433啮合，过渡轴461b的输出端延伸至第三铣头总成450的第三壳体451内，并通过另一个第三变向锥齿轮462b与第三铣头总成450的第三铣头锥齿轮453啮合。当第二传动机构430的传动锥齿轮433运转时，第三铣头总成450的第三刀盘455随动。

参见图19所示，旋转机构420包括大齿轮421、沿转臂410长度方向设置的旋转组件424、以及对称设置于旋转组件424两端的减速器422；大齿轮421套装在主轴200上，且固定于止水结构的侧壁上；两个减速器422分别通过中心架423固定安装于转臂410，两个减速器422的输出端分别与旋转组件424的输入端相连；旋转组件424的输出端与大齿轮421啮合。

具体的，大齿轮421为铸件，用螺钉连接固定在止水结构的侧壁上，与旋转组件424的固定齿轮424g、可调齿轮424f啮合。当固定齿轮424g和可调齿轮424f转动时，大齿轮421保持不动，固定齿轮424g和可调齿轮424f便可围绕大齿轮421行走。

中心架423共两个，结构相同，对称布置，用于固定和支撑减速器422(优选为摆线指针减速器)。中心架423下端用螺栓固定在转臂410上，上端开孔处穿过减速器422后用螺栓顶紧。减速器422的法兰端用螺栓连接固定在蜗杆支座424c的端板上，输出口的轴端连接固定离合器。固定离合器与减速器输出轴端用键连接。

参见图20所示，旋转组件424包括第二蜗杆424a和第三传动轴424b；第二蜗杆424a通过蜗杆支座424c安装在转臂410上，第二蜗杆424a两端分别固定安装有滑动离合器424d，两个滑动离合器424d分别与两个减速器422的输出端相连；第三传动轴424b贯穿于转臂410，且第三传动轴424b的输入端设有第二蜗轮424e，该第二蜗轮424e与第二蜗杆424a啮合，第三传动轴424b的输出端由外至内依次套装有可调齿轮424f和固定齿轮424g，可调齿轮424f和固定齿轮424g均与大齿轮421啮合。

旋转组件424传动原理如下：滑动离合器424d分别安装固定在第二蜗杆424a的两端，并与减速器422输出端的固定离合器对接，这样当减速器422运转时将带动第二蜗杆424a转动，从而带动与第二蜗杆424a啮合的第二蜗轮424e的转动，进一步带动与第二蜗轮424e固定在同一根第三传动轴424b上的可调齿轮424f、固定齿轮424g转动。上述齿轮与固定的大齿轮421啮合，转动时就可围绕大齿轮421做圆周运动。

参见图21所示，本发明实施例还提供一种基于上述装置的升船机中弧形门的止水结构的整体加工方法，包括以下步骤：

步骤S1.利用激光经纬仪将主轴200水平架设于待加工止水结构的两侧壁之间；其中，主轴200两端的胀紧毂230固定插装在两侧壁的支臂孔130内。

步骤S2.安装侧向加工组件400，先将加工机构安装为第二铣头总成。

步骤S3.安装底止水加工组件300，操作人员通过手柄342抬起螺杆341，进而将支撑臂310调整至底止水板100表面固定。

步骤S4.利用第二铣头总成加工弧形止水板110，通过第一铣头总成及调整后的支撑臂，将底止水板的外表面加工成第一圆弧面，且第二铣头总和第一铣头总成同步加工；在第一圆弧面的加工过程中，操作者微调第一铣头总成360的第一刀盘365(第一刀盘365的倾斜角度为15°)，使第一圆弧面的圆心位于支臂孔130中轴线。

步骤S5.弧形止水板110加工完毕后，将第二铣头总成440替换为第三铣头总成450，通过其对弧形轨道120进行加工，使弧形轨道120的圆心与位于支臂孔130中轴线。

参见图1所示，本发明实施例还提供一种基于上述方法加工得到的升船机中弧形门的止水结构，与现有技术相比，底止水板100的外表面为第一圆弧面，该第一圆弧面的半径与弧形止水板110的半径相等，且第一圆弧面的圆心、弧形轨道120的圆心均位于支臂孔130的中轴线。具体的，第一圆弧面和和弧形止水板110的半径为2855mm，弧形轨道120的半径为2640mm。两个弧形止水板110之间、两个弧形轨道120之间的同轴度均≤0.5mm。

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 (18)

1.一种升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：包括水平架设的主轴(200)，主轴(200)的两端由外至内依次设有胀紧毂(230)和侧向加工组件(400)，两个侧向加工组件(400)之间的主轴(200)还设有一个底止水加工组件(300)；

所述底止水加工组件(300)包括两根支撑臂(310)，每根支撑臂(310)顶端通过圆箍套设于主轴(200)，两根支撑臂(310)底端通过两根导柱(311)相连，一个滑座(320)滑动套设于两根导柱(311)；两根支撑臂(310)底端固定插设有一根螺杆(341)，螺杆(341)的一端固定安装有一个手柄(342)；两根支撑臂(310)底端还穿过一根转动设置的第一传动轴(333)，第一传动轴(333)的一端安装有第一电机(331)，所述滑座(320)滑动套设于螺杆(341)和第一传动轴(333)；所述滑座(320)外侧设有加工止水结构中底止水板(100)的第一铣头总成(360)；

所述侧向加工组件(400)包括位于同直线的两根转臂(410)，每根转臂(410)一端安装于一个半轴承座(411)，两个半轴承座(411)相对安装于主轴(200)；其中一根转臂(410)安装有驱动两根转臂(410)绕主轴(200)转动的旋转机构(420)，另一根转臂(410)的另一端安装有加工机构，加工机构与一根第二传动轴(434)的一端相连，第二传动轴(434)的另一端安装有第二电机(431)；所述加工机构为加工止水结构中弧形止水板(110)的第二铣头总成(440)，或者为加工止水结构中弧形轨道(120)的第三铣头总成(450)。

2.如权利要求1所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第一传动轴(333)和第一电机(331)为第一传动机构(330)的一部分，所述第一传动机构(330)还包括与第一电机(331)相连的第一减速机(332)，且第一减速机(332)的输出轴通过连接套与第一传动轴(333)连接，第一传动轴(333)安装有双联齿轮(334)。

3.如权利要求2所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述滑座(320)设置有进给机构(350)，所述进给机构(350)包括圆齿轮(351)、转动轴(352)、第一蜗杆(353)和第一蜗轮(354)；其中，所述圆齿轮(351)固定安装于转动轴(352)的一端，并与第一传动机构(330)的双联齿轮(334)啮合，转动轴(352)的另一端通过一组过渡齿轮(355)与第一蜗杆(353)的输入端相连，第一蜗杆(353)的输出端与第一蜗轮(354)啮合，且第一蜗轮(354)固定套装于螺杆(341)。

4.如权利要求2所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第一铣头总成(360)包括具有空腔的第一壳体(361)，空腔内沿支撑臂(310)长度方向设置有第一旋转轴(362)，第一旋转轴(362)的输入端套装有第一铣头锥齿轮(363)，第一旋转轴(362)的输出端与一个第一刀轴(364)的输入端连接，第一刀轴(364)的输出端连接有第一刀盘(365)。

5.如权利要求4所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第一铣头总成(360)通过一个第一变向机构(370)与第一传动轴(333)相连；第一变向机构(370)包括心轴(371)，该心轴(371)套有轴承座(372)，轴承座(372)贯穿固定于滑座(320)的面板(322)；其中，心轴(371)的输入端延伸至滑座(320)内，且通过一个第一变向锥齿轮(373)与所述双联齿轮(334)啮合；心轴(371)的输出端延伸至所述第一壳体(361)内，同样通过一个第一变向锥齿轮(373)与第一铣头锥齿轮(363)啮合。

6.如权利要求1所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述螺杆(341)和手柄(342)为手动机构(340)的一部分，所述手动机构(340)还包括固定轴(343)，螺杆(341)与两个支撑臂(310)分别通过衬套(344)焊接固定；手柄(342)固定安装于螺杆(341)的驱动端，固定轴(343)固定安装于手柄(342)所在支撑臂(310)的外侧，并通过一个连接柄(345)与螺杆(341)的驱动端相连。

7.如权利要求1所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述旋转机构(420)安装于转臂(410)的一端内侧，旋转机构(420)包括大齿轮(421)、沿转臂(410)长度方向设置的旋转组件(424)、以及对称设置于旋转组件(424)两端的减速器(422)；所述大齿轮(421)套装在主轴(200)上，且固定于待加工止水结构的侧壁上；两个减速器(422)分别通过中心架(423)固定安装于转臂(410)，两个减速器(422)的输出端分别与旋转组件(424)的输入端相连；旋转组件(424)的输出端与大齿轮(421)啮合。

8.如权利要求7所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述旋转组件(424)包括第二蜗杆(424a)和第三传动轴(424b)；所述第二蜗杆(424a)通过蜗杆支座(424c)安装在转臂(410)上，第二蜗杆(424a)两端分别固定安装有滑动离合器(424d)，每端的滑动离合器(424d)与该端减速器(422)的输出端相连；所述第三传动轴(424b)贯穿于转臂(410)，且第三传动轴(424b)的输入端设有第二蜗轮(424e)，该第二蜗轮(424e)与第二蜗杆(424a)啮合，第三传动轴(424b)的输出端由外至内依次套装有可调齿轮(424f)和固定齿轮(424g)，可调齿轮(424f)和固定齿轮(424g)均与大齿轮(421)啮合。

9.如权利要求1所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第二传动轴(434)和第二电机(431)为第二传动机构(430)的一部分，所述第二传动机构(430)还包括与第二电机(431)相连的第二减速机(432)，且第二减速机(432)的输出轴与第二传动轴(434)连接，第二传动轴(434)安装有传动锥齿轮(433)。

10.如权利要求9所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第二铣头总成(440)包括具有空腔的第二壳体(441)，空腔内沿转臂(410)长度方向设置有第二旋转轴(442)，第二旋转轴(442)套装有第二铣头锥齿轮(443)，第二旋转轴(442)的输出端与一个第二刀轴(444)的输入端连接，第二刀轴(444)的输出端连接有第二刀盘(445)。

11.如权利要求10所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第二铣头总成(440)通过一个第二变向机构(460)与第二传动轴(434)相连；所述第二变向机构(460)包括沿转臂(410)宽度方向设置的变向轴(461a)，该变向轴(461a)的输入端通过一个第二变向锥齿轮(462a)与第二传动机构(430)的传动锥齿轮(433)啮合，变向轴(461a)的输出端延伸至第二铣头总成(440)的第二壳体(441)内，并通过另一个第二变向锥齿轮(462a)与第二铣头总成(440)的第二铣头锥齿轮(443)啮合。

12.如权利要求9所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第三铣头总成(450)包括具有空腔的第三壳体(451)，空腔内沿转臂(410)宽度方向设置有第三旋转轴(452)，第三旋转轴(452)上套装有第三铣头锥齿轮(453)，第三旋转轴(452)的输出端与一个第三刀轴(454)的输入端连接，第三刀轴(454)的输出端连接有第三刀盘(455)。

13.如权利要求12所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述第三铣头总成(450)通过一个第二变向机构(460)与第二传动轴(434)相连；所述第二变向机构(460)包括沿转臂(410)长度方向设置的过渡轴(461b)，该过渡轴(461b)的输入端通过一个第三变向锥齿轮(462b)与第二传动机构(430)的传动锥齿轮(433)啮合，过渡轴(461b)的输出端延伸至所述第三壳体(451)内，并通过另一个第三变向锥齿轮(462b)与所述第三铣头锥齿轮(453)啮合。

14.如权利要求1所述的升船机中弧形门的止水结构加工装置，其特征在于：所述主轴(200)的两端分别套装有胀紧套(240)，胀紧套(240)插装在胀紧毂(230)的中心孔内，胀紧套(240)插有锥圈(210)。

15.基于权利要求1-14任一项所述装置的升船机中弧形门的止水结构加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1.利用激光经纬仪将主轴(200)水平架设于待加工止水结构的两侧壁之间；其中，主轴(200)两端的胀紧毂(230)固定插装在两侧壁的支臂孔(130)内；

步骤S2.安装侧向加工组件(400)，先将加工机构安装为第二铣头总成；

步骤S3.安装底止水加工组件(300)，操作人员通过手柄(342)抬起螺杆(341)，进而将支撑臂(310)调整至底止水板(100)表面固定；

步骤S4.利用第二铣头总成加工弧形止水板(110)，通过第一铣头总成及调整后的支撑臂，将底止水板的外表面加工成第一圆弧面，且第二铣头总和第一铣头总成同步加工；在第一圆弧面的加工过程中，操作者微调第一铣头总成(360)的第一刀盘(365)，使第一圆弧面的圆心位于支臂孔(130)中轴线；

步骤S5.弧形止水板(110)加工完毕后，将第二铣头总成(440)替换为第三铣头总成(450)，通过其对弧形轨道(120)进行加工，使弧形轨道(120)的圆心与位于支臂孔(130)中轴线。

16.基于权利要求15所述方法加工得到的一种升船机中弧形门的止水结构，其特征在于：所述底止水板(100)的外表面为第一圆弧面，该第一圆弧面的半径与弧形止水板(110)的半径相等，且第一圆弧面的圆心、弧形轨道(120)的圆心均位于支臂孔(130)的中轴线。

17.如权利要求16所述的升船机中弧形门的止水结构，其特征在于：所述第一圆弧面和和弧形止水板(110)的半径为2855mm，弧形轨道(120)的半径为2640mm。

18.如权利要求16所述的升船机中弧形门的止水结构，其特征在于：所述两个弧形止水板(110)之间、两个弧形轨道(120)之间的同轴度均≤0.5mm。