CN105458869A - 一种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置 - Google Patents

Abstract

一种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置。主要目的在于提供一种可以对小型锥面密封副进行研磨配合的装置。其特征在于：该装置主要由机座支架、升降机构、旋转研磨机构和定位夹紧机构构成,其中升降机构的升降电机和旋转研磨机构的主轴电机均采用步进电机，并加有压力传感器，可保证研磨载荷的精准度，同时与采用单片机控制的控制系统结合后，能够满足装置在上升、下降、研磨过程中的控制需求，相对手工研磨而言，降低劳动力，节省时间，大大提高工作效率。

Description

一种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置

技术领域

本发明涉及一种应用于机械加工领域中的锥面密封副研配装置。

背景技术

在锥面密封副实际工作过程中，表面粗糙度和加工精度都影响密封效果，因此就需要对小型锥面密封副进行研磨配合。现有技术中，大多仍采用手工研磨，成为了最常用的研配方式。虽然手工研磨可以获得比较满意的密封副工作性能，但却存在以下不足：手工研磨效率过低，浪费大量的时间，消耗了大量劳动力；同时，在研磨过程中，对操作者的技能要求也很高，使得可操作者的人数过少。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置，该种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置可以提高工作效率，解决因手动磨削造成人力、时间的浪费及合格率较低等问题。该种小型锥面密封副研配装置结构简单，易于拆卸和安装，同时采用步进电机作为动力元件，并设有压力传感器，有利于提高研配载荷精度，满足装置在上升、下降、研磨过程中的控制需求，相对手工研磨而言，降低劳动力，节省时间，大大提高工作效率。

本发明的技术方案是：该种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置，包括机座支架、升降机构、旋转研磨机构和定位夹紧机构,以及第一螺钉、第二螺钉、第三螺钉、第四螺钉、第五螺钉、第六螺钉和第七螺钉，其独特之处在于：

所述的机座支架包括底板、竖直支撑板、升降电机安装板、直线轨道和滑块，以及第八螺钉、地脚螺栓和地脚螺栓螺母；

其中，底板为矩形板结构，底板上加工有地脚螺钉螺纹孔、横向调节板安装螺纹孔、滚珠丝杠支撑端定位孔、滚珠丝杠支撑端安装螺纹孔、竖直支撑板定位槽、竖直支撑板安装孔和避免干涉定位加紧机构的通孔；竖直支撑板为矩形板结构，竖直支撑板上加工有直线轨道安装螺纹孔，丝杠固定板安装孔，在竖直支撑板上端面加工升降电机支撑板安装螺纹孔，在竖直支撑板下端面加工竖直支撑板安装螺纹孔；升降电机支撑板为矩形板结构，升降电机支撑板上加工有升降电机支撑板定位槽、升降电机支撑板安装孔、升降电机定位孔和升降电机安装螺纹孔；以底板为基准，在地脚螺栓螺纹孔处连接地脚螺栓和地脚螺栓螺母，将竖直支撑板下端面与底板上定位槽相配合，连接第七螺钉，使竖直支撑板安装孔与竖直支撑板安装螺纹孔具有同一中心轴线，用第八螺钉将配套的直线轨道和滑块与竖直支撑板进行连接，升降电机支撑板上升降电机支撑板定位槽与竖直支撑板上端面相配合，连接第二螺钉，使升降电机支撑板安装孔与升降电机支撑板安装螺纹孔具有统一中心轴线，从而完成机座支架的组装；

升降机构主要包括升降电机、联轴器、丝杠固定板、过渡支撑板以及由丝杠固定端、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆和丝杠支撑端构成的滚珠丝杠传动副，以及第九螺钉和第十螺钉；过渡支撑板用于连接升降机构和旋转研磨机构，采用直角结构，由水平板和竖直板组成，水平板上加工有电机座安装螺纹孔、轴承座定位槽、轴承座安装螺纹孔、主轴通孔、丝杠螺母定位孔和丝杠螺母安装螺纹孔，竖直板上加工有过渡支撑板安装孔；丝杠固定板为矩形板结构，丝杠固定板上加工有丝杠固定端定位孔和丝杠固定端安装螺纹孔，在一侧面加工丝杠固定板安装螺纹孔；丝杠支撑端与机座支架中底板上的滚珠丝杠支撑端定位孔相配合，用第六螺钉连接；配套的滚珠丝杠旋转副中的滚珠丝杠螺母与过渡支撑板上丝杠螺母定位孔相配合，用第十螺钉连接，将滚珠丝杠螺杆下端与丝杠支撑端连接，将过渡支撑板上竖直板与滑块相配合，用第四螺钉连接，使过渡支撑板安装孔与过渡支撑板安装螺纹孔具有同一中心轴线；丝杠固定端与丝杠固定板上丝杠固定端定位孔相配合，用第九螺钉连接；滚珠丝杠螺杆上端与丝杠固定端连接后，丝杠固定板与竖直支撑板间用第五螺钉连接，使丝杠固定板安装孔和丝杠固定板安装螺纹孔具有同一中心轴线；升降电机位于升降支撑板上，用第一螺钉连接；联轴器上端与升降电机电机轴连接，下端与滚珠丝杠螺杆连接；

旋转研磨机构主要包括主轴电机、电机座、电机座垫板、过渡支撑板、主轴、轴承座、小轴承、大轴承、透盖、夹头座、弹性夹头和夹头螺母，以及第十一螺钉、第十二螺钉、第十三螺钉、第十四螺钉、第十五螺钉和第十六螺钉；电机座采用槽型结构，其上平面加工有主轴电机定位孔和主轴电机安装螺纹孔，两侧加工电机座安装沉头孔；电机座垫板采用条状结构，其上平面加工电机座垫板安装孔，主轴采用双向阶梯轴结构，轴上加工有小轴承安装轴段、大轴承安装轴段，在小轴承轴段侧轴端面加工内孔，并在径向加工电机轴紧固螺纹孔，在大轴承轴段侧加工有截面为正六边形的轴段，以及螺纹退刀槽和螺纹轴段；轴承座中间为空心圆柱体，两端为法兰结构，轴承座内有挡沿分割出直径不同的圆形空腔，主要有小轴承安装腔和大轴承安装腔，在小直径圆形空腔一侧有轴承座安装定位沿，在法兰结构表面有分布均匀的轴承座安装孔，另一侧法兰结构表面有分布均匀的透盖安装螺纹孔；透盖为圆形板结构，一面加工有透盖安装定位沿，由第一中心孔将中间分为两个直径不同的圆腔，另一面加工透盖安装沉头孔；夹头座为空心圆柱体，内部开有内螺纹孔，内螺纹孔下方开有过渡圆形空腔和锥面，在锥面腔外壁开有外螺纹及外螺纹退刀槽，在内螺纹孔外壁加工出切平面，切平面上开有主轴紧固螺纹孔；小轴承和大轴承位于主轴相应的小轴承安装轴段和大轴承安装轴段上，主轴位于轴承座中，使小轴承外表面与轴承座的小轴承安装腔相配合，大轴承外表面与大轴承安装腔相配合；透盖上透盖安装定位沿与轴承座大轴承安装腔表面相配合，采用第十五螺钉进行连接；轴承座安装定位沿与升降机构中过渡支撑板上轴承座安装定位槽相配合，采用第十四螺钉进行连接；将主轴电机位于电机座上，用第十一螺钉连接；电机座垫板位于电机座槽型结构两侧下方，用第十二螺钉将电机座、电机座垫板与过渡支撑板上进行连接，主轴上端与主轴轴电机的电机轴连接，用第十三螺钉进行紧固；弹性夹头外锥面与夹头座锥面相配合；夹头螺母与夹头座下端进行螺纹连接；夹头座上端与主轴下端进行螺纹连接，用第十六螺钉紧固；

定位夹紧机构包括横向调节板、纵向调节板、卡盘座导向、卡盘座、卡盘安装板、三爪卡盘、压力传感器，以及第十七螺钉、小弹性挡圈、大弹性挡圈、胶垫、卡盘安装螺钉、第十八螺钉、垫片；其中，横向调节板为矩形板结构，在矩形板平面上加工有第二中心孔，在第二中心孔上下方向靠近长边加工横向移动槽，在左右方向靠近短边加工纵向调节板安装螺纹孔，在一长边侧面切槽，防止与升降机构中丝杠支撑端安装时发生干涉；纵向调节板由矩形板和挡板结构组成，在矩形板中间加工第三中心孔及卡盘座导向安装孔，在调节板下方切出通槽，两侧留有底板台，并在底板台上加工纵向移动槽；卡盘座导向采用空心圆柱体结构，在一端有卡盘导向安装沿，在圆柱体外壁上开有大弹性挡圈安装环形槽，圆柱体内表面加工光滑；卡盘座为空心圆柱体结构，卡盘座内有由挡沿分隔出来的两个不同直径的圆形空腔，挡沿用于安装卡盘安装螺钉和胶垫，在大直径圆形空腔一侧穿入；在小直径圆形空腔外壁加工卡盘座安装沿，在下端开有小弹性挡圈安装环形槽；卡盘安装板为矩形板结构，在矩形板上表面中间加工出第四中心孔和三爪卡盘安装定位槽，在下表面左右两侧加工出传感器安装方槽，在传感器安装方槽上下开有传感器安装螺纹孔；卡盘导向安装沿与卡盘导向安装孔进行配合，使第三中心孔与卡盘导向具有同一中心轴；大弹性挡圈位于卡盘座导向上大弹性挡圈安装环形槽上；纵向调节板位于横向调节板上，采用第十七螺钉连接；卡盘座上的卡盘座安装沿与卡盘安装板的第四中心孔相配合，采用冷安装方式进行连接；压力传感器位于传感器安装方槽，用第十八螺钉和垫片连接固定；将组合后的卡盘安装支撑板上的卡盘座与卡盘座导向的内表面相配合，用小弹性挡圈安装在卡盘座上小弹性挡圈安装环形槽上，防止卡盘座脱落，所述卡盘安装支撑板包括卡盘安装板和卡盘座；三爪卡盘与卡盘座中心孔相配合，限位于卡盘安装板上三爪卡盘安装定位槽，将胶垫置于卡盘座挡沿处，用卡盘安装螺钉将三爪卡盘与组合后的卡盘安装支撑板连接；

定位夹紧机构以横向调节板上切槽为里侧放置，位于底板上方，用第五螺钉连接。

本发明具有如下有益效果：本装置在使用前，需将小型锥面密封副分别加持在定位夹紧机构的三爪卡盘和旋转研磨机构的弹性夹头上，并在密封副表面涂有研磨膏。锥面密封副夹紧后，通过调节第五螺钉和第十七螺钉进行纵向调节板和横向调节板的移动，实现对心。由控制器发出启动信号后，升降电机开始工作，升降机构开始运转，在滚珠丝杠螺杆和滚珠丝杠螺母的作用下，带动旋转研磨机构向下运动，弹性夹头上的工件下降。当工件接触三爪卡盘上的工件时，会对卡盘安装板产生一个向下的压力，压力由压力传感器检测，并传送到控制器。压力达到一定值后，控制器输出升降电机停止信号和主轴电机启动信号。升降电机接收信号后停止转动，主轴电机接收信号后开始转动，升降机构保持位置不变，旋转研磨机构开始进行研磨过程。配合表面研磨后，升降电机反启，升降机构上升，带动旋转研磨机构归回原位，研磨工作完成。

综上所述，本种锥面密封副研配装置结构简单，装置移运、安装方便快捷、安全可靠，升降电机和主轴电机均采用步进电机，并加有压力传感器，可保证研磨载荷，可采用单片机控制方式，能够满足装置在上升、下降、研磨过程中的控制需求，相对手工研磨而言，降低劳动力，节省时间，大大提高工作效率。

附图说明：

图1是本发明的三维结构示意图。

图2是本发明的平面主视图。

图3是本发明所述的机座支架结构示意图。

图4是本发明所述机座支架的底板结构示意图。

图5是本发明所述机座支架的竖直支撑板结构示意图。

图6是本发明所述机座支架的竖直支撑板在水平方向翻转一定角度后的结构示意图。

图7是本发明所述机座支架的升降电机安装板结构示意图。

图8是本发明所述的升降机构结构示意图。

图9是本发明所述升降机构的过渡支撑板结构示意图。

图10是本发明所述升降机构的丝杠固定板结构示意图。

图11是本发明所述的旋转研磨机构结构示意图。

图12是本发明所述的旋转研磨机构的平面剖视图。

图13是本发明所述旋转研磨机构的电机座结构示意图。

图14是本发明所述旋转研磨机构的电机座垫板结构示意图。

图15是本发明所述旋转研磨机构的主轴结构示意图。

图16是本发明所述旋转研磨机构的轴承座结构示意图。

图17是本发明所述旋转研磨机构的轴承座的全剖视图。

图18是本发明所述旋转研磨机构的透盖结构示意图。

图19是本发明所述旋转研磨机构的夹头座结构示意图。

图20是本发明所述的定位夹紧机构结构示意图。

图21是本发明所述的定位夹紧机构半剖视图。

图22是本发明所述定位夹紧机构的横向调节板结构示意图。

图23是本发明所述定位夹紧机构的纵向调节板结构示意图。

图24是本发明所述定位夹紧机构的卡盘导向结构示意图。

图25是本发明所述定位夹紧机构的卡盘座结构示意图。

图26是本发明所述定位夹紧机构的卡盘支撑板上表面结构示意图。

图27是本发明所述定位夹紧机构的卡盘支撑板下表面结构示意图。

图中1-机座支架，2-升降机构，3-旋转研磨机构，4-定位加紧机构，5-第一螺钉，6-第二螺钉，7-第三螺钉，8-第四螺钉，9-第五螺钉，10-第六螺钉，11-第七螺钉，12-地脚螺栓螺母，13-底板，14-竖直支撑板，15-升降电机支撑板，16-直线轨道，17-滑块，18-第八螺钉，19-地脚螺栓，20-地脚螺钉螺纹孔，21-横向调节板安装螺纹孔，22-滚珠丝杠支撑端定位孔，23-滚珠丝杠支撑端安装螺纹孔，24-竖直支撑板定位槽，25-竖直支撑板安装孔，26-通孔，27-直线轨道安装螺纹孔，28-丝杠固定板安装孔，29-竖直支撑板上端面，30-升降电机支撑板安装螺纹孔，31-竖直支撑板下端面，32-竖直支撑板安装螺纹孔，33-升降电机支撑板定位槽，34-升降电机支撑板安装孔，35-升降电机定位孔，36-升降电机安装螺纹孔，37-升降电机，38-联轴器，39-丝杠固定端，40-丝杠固定板，41-过渡支撑板，42-滚珠丝杠螺母，43-滚珠丝杠螺杆，44-丝杠支撑端，45-第九螺钉，46-第十螺钉，47-电机座安装螺纹孔，48-轴承座定位槽，49-轴承座安装螺纹孔，50-主轴通孔，51-丝杠螺母定位孔，52-丝杠螺母安装螺纹孔，53-过渡支撑板安装孔，54-丝杠固定端定位孔，55-丝杠固定端安装螺纹孔，56-丝杠固定板安装螺纹孔，57-过渡支撑板安装螺纹孔，58-主轴电机，59-电机座，60-电机座垫板，61-主轴，62-轴承座，63-透盖，64-夹头座，65-弹性夹头，66-夹头螺母，67-第十一螺钉，68-第十二螺钉，69-第十三螺钉，70-第十四螺钉，71-小轴承，72-大轴承，73-第十五螺钉，74-第十六螺钉，75-主轴电机定位孔，76-主轴电机安装螺纹孔，77-电机座安装沉头孔，78-电机座垫板安装孔，79-内孔，80-电机轴紧固螺纹孔，81-小轴承安装轴段，82-大轴承安装轴段，83-截面为正六边形的轴段，84-螺纹退刀槽，85-螺纹轴段，86-小轴承安装腔，87-大轴承安装腔，88-轴承座安装定位沿，89-轴承座安装孔，90-透盖安装螺纹孔，91-透盖安装定位沿，92-第一中心孔，93-透盖安装沉头孔，94-内螺纹孔，95-锥面，96-外螺纹，97-外螺纹退刀槽，98-切平面，99-主轴紧固螺纹孔，100-横向调节板，101-纵向调节板，102-卡盘座导向，103-卡盘座，104-卡盘安装板，105-三爪卡盘，106-第十七螺钉，107-小弹性挡圈，108-大弹性挡圈，109-胶垫，110-卡盘安装螺钉，111-第十八螺钉，112-垫片，113-压力传感器，114-第二中心孔，115-横向移动槽，116-纵向调节板安装螺纹孔，117-切槽，118-挡板结构，119-第三中心孔，120-卡盘座导向安装孔，121-底板台，122-纵向移动槽，123-通槽，124-卡盘导向安装沿，125-大弹性挡圈安装环形槽，126-圆柱体内表面，127-挡沿，128-卡盘座安装沿，129-小弹性挡圈安装环形槽，130-第四中心孔，131-三爪卡盘安装定位槽，132-传感器安装螺纹孔，133-传感器安装方槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，该种小型锥面密封副研配装置，包括机座支架1、升降机构2、旋转研磨机构3和定位夹紧机构4,以及第一螺钉5、第二螺钉6、第三螺钉7、第四螺钉8、第五螺钉9、第六螺钉10和第七螺钉11，其独特之处在于：

如图3结合图2所示，所述的机座支架1包括底板13、竖直支撑板14、升降电机安装板15、直线轨道16和滑块17，以及第八螺钉18和地脚螺栓19和地脚螺栓螺母12。

如图4所示，所述的底板13为矩形板结构，底板13上加工有地脚螺钉螺纹孔20、横向调节板安装螺纹孔21、滚珠丝杠支撑端定位孔22、滚珠丝杠支撑端安装螺纹孔23、竖直支撑板定位槽24、竖直支撑板安装孔25和避免干涉定位加紧机构的通孔26。

如图5、图6所示，所述的竖直支撑板14为矩形板结构，竖直支撑板14上加工有直线轨道安装螺纹孔27，丝杠固定板安装孔28，在竖直支撑板上端面29加工升降电机支撑板安装螺纹孔30，在竖直支撑板下端面31加工竖直支撑板安装螺纹孔32。

如图7所示，所述的升降电机支撑板15为矩形板结构，升降电机支撑板15上加工有升降电机支撑板定位槽33、升降电机支撑板安装孔34、升降电机定位孔35和升降电机安装螺纹孔36。

上述各组件连接关系：以所述的底板13为基准，在地脚螺栓螺纹孔20处连接地脚螺栓19和地脚螺栓螺母12；将竖直支撑板14下端面38与底板13上定位槽24相配合，连接第七螺钉11，使竖直支撑板安装孔25与竖直支撑板安装螺纹孔32具有同一中心轴线；用第八螺钉18将配套的直线轨道16和滑块17与竖直支撑板14进行连接；升降电机支撑板15上升降电机支撑板定位槽33与竖直支撑板上端面29相配合，连接第二螺钉6，使升降电机支撑板安装孔34与升降电机支撑板安装螺纹孔30具有统一中心轴线，这样完成机座支架1的组装。

如图8所示，所述的升降机构2主要包括升降电机37、联轴器38、滚珠丝杠传动副（包括丝杠固定端39、滚珠丝杠螺母42、滚珠丝杠螺杆43、丝杠支撑端44）、丝杠固定板40、过渡支撑板41，以及第九螺钉45和第十螺钉46。

如图9所示，所述的过渡支撑板41是连接升降机构2和旋转研磨机构3的重要零件，采用直角结构，由水平板和竖直板组成，水平板上加工有电机座安装螺纹孔47、轴承座定位槽48、轴承座安装螺纹孔49、主轴通孔50、丝杠螺母定位孔51和丝杠螺母安装螺纹孔52，竖直板上加工有过渡支撑板安装孔53。

如图10所示，所述的丝杠固定板40为矩形板结构，丝杠固定板40上加工有丝杠固定端定位孔54和丝杠固定端安装螺纹孔55，在一侧面加工丝杠固定板安装螺纹孔56。

上述各组件连接关系：所述的丝杠支撑端44与机座支架1中底板13上的滚珠丝杠支撑端定位孔22相配合，用第六螺钉10连接；配套的滚珠丝杠旋转副中的滚珠丝杠螺母42与过渡支撑板41上丝杠螺母定位孔51相配合，用第十螺钉46连接，将滚珠丝杠螺杆43下端与丝杠支撑端44连接，将过渡支撑板41上竖直板与滑块17相配合，用第四螺钉8连接，使过渡支撑板安装孔53与过渡支撑板安装螺纹孔57具有同一中心轴线；丝杠固定端39与丝杠固定板40上丝杠固定端定位孔54相配合，用第九螺钉45连接；滚珠丝杠螺杆43上端与丝杠固定端连接后，丝杠固定板40与竖直支撑板14间用用第五螺钉7连接，使丝杠固定板安装孔28和丝杠固定板安装螺纹孔56具有同一中心轴线；升降电机37位于升降支撑板15上，用第一螺钉5连接；联轴器38上端与升降电机37电机轴连接，下端与滚珠丝杠螺杆43连接。完成升降机构2的组装，同时完成升降机构2与机座支架1之间的连接。

如图11、图12所示，所述的旋转研磨机构3主要包括主轴电机58、电机座59、电机座垫板60、过渡支撑板41、主轴61、轴承座62、小轴承71、大轴承72、透盖63、夹头座64、弹性夹头65和夹头螺母66，以及第十一螺钉67、第十二螺钉68、第十三螺钉69、第十四螺钉70、第十五螺钉73和第十六螺钉74。

如图13所示，所述的电机座59采用槽型结构，其上平面加工有主轴电机定位孔75和主轴电机安装螺纹孔76，两侧加工电机座安装沉头孔77。

如图14所示，所述的电机座垫板60采用条状结构，其上平面加工电机座垫板安装孔78。

如图15所示，所述的主轴61采用双向阶梯轴结构，轴上加工有小轴承安装轴段81、大轴承安装轴段82，在小轴承轴段侧轴端面加工内孔79，并在径向加工电机轴紧固螺纹孔80，在大轴承轴段侧加工有截面为正六边形的轴段83，以及螺纹退刀槽84和螺纹轴段85。

如图16、图17所示，所述的轴承座62中间为空心圆柱体，两端为法兰结构，轴承座内有挡沿分割出直径不同的圆形空腔，主要有小轴承安装腔86和大轴承安装腔87，在小直径圆形空腔一侧有轴承座安装定位沿88，在法兰结构表面有分布均匀的轴承座安装孔89，另一侧法兰结构表面有分布均匀的透盖安装螺纹孔90。

如图18所示，所述的透盖63为圆形板结构，一面加工有透盖安装定位沿91，由第一中心孔92将中间分为两个直径不同的圆腔，另一面加工透盖安装沉头孔93。

如图19所示，所述的夹头座64为空心圆柱体，内部开有内螺纹孔94，内螺纹孔下方开有过渡圆形空腔和锥面95；在锥面腔外壁开有外螺纹96及外螺纹退刀槽97，在内螺纹孔94外壁加工出切平面98，切平面98上开有主轴紧固螺纹孔99。

上述各组件连接关系：小轴承71和大轴承72位于主轴61相应的小轴承安装轴段81和大轴承安装轴段82上，主轴61位于轴承座62中，使小轴承外表面与轴承座62的小轴承安装腔86相配合，大轴承外表面与大轴承安装腔87相配合；透盖63上透盖安装定位沿91与轴承座大轴承安装腔87表面相配合，采用第十五螺钉73进行连接；轴承座安装定位沿88与升降机构2中过渡支撑板41上轴承座安装定位槽48相配合，采用第十四螺钉70进行连接；将主轴电机58位于电机座59上，用第十一螺钉67连接；电机座垫板60位于电机座59槽型结构两侧下方，用第十二螺钉68将电机座59、电机座垫板60与过渡支撑板41上进行连接，主轴61上端与主轴轴电机58的电机轴连接，用第十三螺钉69进行紧固；弹性夹头65外锥面与夹头座64锥面95相配合；夹头螺母66与夹头座64下端进行螺纹连接；夹头座64上端与主轴61下端进行螺纹连接，用第十六螺钉74紧固。由此完成旋转研磨机构3的安装，也完成旋转研磨机构3与升降机构2的连接。

如图20、图21所示，所述的定位夹紧机构4包括横向调节板100、纵向调节板101、卡盘座导向102、卡盘座103、卡盘安装板104、三爪卡盘105、压力传感器113，以及第十七螺钉106、小弹性挡圈107、大弹性挡圈108、胶垫109、卡盘安装螺钉110、第十八螺钉111、垫片112。

如图22所示，所述的横向调节板100为矩形板结构，在矩形板平面上加工有第二中心孔114，在第二中心孔114上下方向靠近长边加工横向移动槽115，在左右方向靠近短边加工纵向调节板安装螺纹孔116，在一长边侧面切槽117，防止与升降机构2中丝杠支撑端44安装时发生干涉。

如图23所示，所述的纵向调节板101由矩形板和挡板结构118组成，在矩形板中间加工第三中心孔119及卡盘座导向安装孔120，在调节板下方切出通槽123，两侧留有底板台121，并在底板台121上加工纵向移动槽122。

如图24所示，所述的卡盘座导向102采用空心圆柱体结构，在一端有卡盘导向安装沿124，在圆柱体外壁上开有大弹性挡圈安装环形槽125，圆柱体内表面126加工光滑。

如图25所示，所述的卡盘座103为空心圆柱体结构，卡盘座103内有由挡沿127分隔出来的两个不同直径的圆形空腔，挡沿127用于安装卡盘安装螺钉110和胶垫109，在大直径圆形空腔一侧穿入；在小直径圆形空腔外壁加工卡盘座安装沿128，在下端开有小弹性挡圈安装环形槽129。

如图26、图27所示，所述的卡盘安装板104为矩形板结构，在矩形板上表面中间加工出第四中心孔130和三爪卡盘安装定位槽131，在下表面左右两侧加工出传感器安装方槽133，在传感器安装方槽上下开有传感器安装螺纹孔132。

上述各组件连接关系：将所述的卡盘导向安装沿124与卡盘导向安装孔120进行配合，使第三中心孔119与卡盘导向102具有同一中心轴；大弹性挡圈108位于卡盘座导向102上大弹性挡圈安装环形槽125上；纵向调节板101位于横向调节板100上，采用第十七螺钉106连接；卡盘座103上的卡盘座安装沿128与卡盘安装板104的第四中心孔130相配合，采用冷安装方式进行连接；压力传感器113位于传感器安装方槽133，用第十八螺钉111和垫片112连接固定；将组合后的卡盘安装支撑板（包括卡盘安装板104和卡盘座103）上的卡盘座103与卡盘座导向102的内表面相配合，用小弹性挡圈107安装在卡盘座103上小弹性挡圈安装环形槽129上，防止卡盘座103脱落；三爪卡盘105与卡盘座103中心孔相配合，限位于卡盘安装板104上三爪卡盘安装定位槽131，将胶垫109置于卡盘座挡沿127处，用卡盘安装螺钉110将三爪卡盘105与组合后的卡盘安装支撑板连接。完成定位夹紧机构4的组装。将定位夹紧机构4以横向调节板100上切槽117为里侧放置，用第五螺钉9连接，这样完成小型锥面密封副研配装置的整体安装。

本装置在使用前，需将小型锥面密封副分别加持在定位夹紧机构4的三爪卡盘105和旋转研磨机构3的弹性夹头65上，并在密封副表面涂有研磨膏。锥面密封副夹紧后，通过调节第五螺钉9和第十七螺钉106进行纵向调节板101和横向调节板100的移动，实现对心。由控制器发出启动信号后，升降电机37开始工作，升降机构2开始运转，在滚珠丝杠螺杆43和滚珠丝杠螺母42的作用下，带动旋转研磨机构3向下运动，弹性夹头65上的工件下降。当工件接触三爪卡盘105上的工件时，会对卡盘安装板104产生一个向下的压力，压力由压力传感器113检测，并传送到控制器。压力达到一定值后，控制器输出升降电机停止信号和主轴电机启动信号。升降电机37接收信号后停止转动，主轴电机58接收信号后开始转动，升降机构2保持位置不变，旋转研磨机构3开始进行研磨过程。配合表面研磨后，升降电机37反启，升降机构2上升，带动旋转研磨机构3归回原位，研磨工作完成。

Claims (1)

1.一种具有定量加载功能的锥面密封副研配装置，包括机座支架（1）、升降机构（2）、旋转研磨机构（3）和定位夹紧机构（4）,以及第一螺钉（5）、第二螺钉（6）、第三螺钉（7）、第四螺钉（8）、第五螺钉（9）、第六螺钉（10）和第七螺钉（11），其独特之处在于：

机座支架（1）包括底板（13）、竖直支撑板（14）、升降电机安装板（15）、直线轨道（16）和滑块（17），以及第八螺钉（18）、地脚螺栓（19）和地脚螺栓螺母（12）；

其中，底板（13）为矩形板结构，底板（13）上加工有地脚螺钉螺纹孔（20）、横向调节板安装螺纹孔（21）、滚珠丝杠支撑端定位孔（22）、滚珠丝杠支撑端安装螺纹孔（23）、竖直支撑板定位槽（24）、竖直支撑板安装孔（25）和避免干涉定位加紧机构的通孔（26）；竖直支撑板（14）为矩形板结构，竖直支撑板（14）上加工有直线轨道安装螺纹孔（27），丝杠固定板安装孔（28），在竖直支撑板上端面（29）加工升降电机支撑板安装螺纹孔（30），在竖直支撑板下端面（31）加工竖直支撑板安装螺纹孔（32）；升降电机支撑板（15）为矩形板结构，升降电机支撑板（15）上加工有升降电机支撑板定位槽（33）、升降电机支撑板安装孔（34）、升降电机定位孔（35）和升降电机安装螺纹孔（36）；以底板（13）为基准，在地脚螺栓螺纹孔（20）处连接地脚螺栓（19）和地脚螺栓螺母（12），将竖直支撑板（14）下端面（38）与底板（13）上定位槽（24）相配合，连接第七螺钉（11），使竖直支撑板安装孔（25）与竖直支撑板安装螺纹孔（32）具有同一中心轴线，用第八螺钉（18）将配套的直线轨道（16）和滑块（17）与竖直支撑板（14）进行连接，升降电机支撑板（15）上升降电机支撑板定位槽（33）与竖直支撑板上端面（29）相配合，连接第二螺钉（6），使升降电机支撑板安装孔（34）与升降电机支撑板安装螺纹孔（30）具有统一中心轴线，从而完成机座支架1的组装；

升降机构（2）主要包括升降电机（37）、联轴器（38）、丝杠固定板（40）、过渡支撑板（41）以及由丝杠固定端（39）、滚珠丝杠螺母（42）、滚珠丝杠螺杆（43）和丝杠支撑端（44）构成的滚珠丝杠传动副，以及第九螺钉（45）和第十螺钉（46）；过渡支撑板（41）用于连接升降机构（2）和旋转研磨机构（3），采用直角结构，由水平板和竖直板组成，水平板上加工有电机座安装螺纹孔（47）、轴承座定位槽（48）、轴承座安装螺纹孔（49）、主轴通孔（50）、丝杠螺母定位孔（51）和丝杠螺母安装螺纹孔（52），竖直板上加工有过渡支撑板安装孔（53）；丝杠固定板（40）为矩形板结构，丝杠固定板（40）上加工有丝杠固定端定位孔（54）和丝杠固定端安装螺纹孔（55），在一侧面加工丝杠固定板安装螺纹孔（56）；丝杠支撑端（44）与机座支架（1）中底板（13）上的滚珠丝杠支撑端定位孔（22）相配合，用第六螺钉（10）连接；配套的滚珠丝杠旋转副中的滚珠丝杠螺母（42）与过渡支撑板（41）上丝杠螺母定位孔（51）相配合，用第十螺钉（46）连接，将滚珠丝杠螺杆（43）下端与丝杠支撑端（44）连接，将过渡支撑板（41）上竖直板与滑块（17）相配合，用第四螺钉（8）连接，使过渡支撑板安装孔（53）与过渡支撑板安装螺纹孔（57）具有同一中心轴线；丝杠固定端（39）与丝杠固定板（40）上丝杠固定端定位孔（54）相配合，用第九螺钉（45）连接；滚珠丝杠螺杆（43）上端与丝杠固定端连接后，丝杠固定板（40）与竖直支撑板（14）间用第五螺钉（7）连接，使丝杠固定板安装孔（28）和丝杠固定板安装螺纹孔（56）具有同一中心轴线；升降电机（37）位于升降支撑板（15）上，用第一螺钉（5）连接；联轴器（38）上端与升降电机（37）电机轴连接，下端与滚珠丝杠螺杆（43）连接；

旋转研磨机构（3）主要包括主轴电机（58）、电机座（59）、电机座垫板（60）、过渡支撑板（41）、主轴（61）、轴承座（62）、小轴承（71）、大轴承（72）、透盖（63）、夹头座（64）、弹性夹头（65）和夹头螺母（66），以及第十一螺钉（67）、第十二螺钉（68）、第十三螺钉（69）、第十四螺钉（70）、第十五螺钉（73）和第十六螺钉（74）；电机座（59）采用槽型结构，其上平面加工有主轴电机定位孔（75）和主轴电机安装螺纹孔（76），两侧加工电机座安装沉头孔（77）；电机座垫板（60）采用条状结构，其上平面加工电机座垫板安装孔（78），主轴（61）采用双向阶梯轴结构，轴上加工有小轴承安装轴段（81）、大轴承安装轴段（82），在小轴承轴段侧轴端面加工内孔（79），并在径向加工电机轴紧固螺纹孔（80），在大轴承轴段侧加工有截面为正六边形的轴段（83），以及螺纹退刀槽（84）和螺纹轴段（85）；轴承座（62）中间为空心圆柱体，两端为法兰结构，轴承座内有挡沿分割出直径不同的圆形空腔，主要有小轴承安装腔（86）和大轴承安装腔（87），在小直径圆形空腔一侧有轴承座安装定位沿（88），在法兰结构表面有分布均匀的轴承座安装孔（89），另一侧法兰结构表面有分布均匀的透盖安装螺纹孔（90）；透盖（63）为圆形板结构，一面加工有透盖安装定位沿（91），由第一中心孔（92）将中间分为两个直径不同的圆腔，另一面加工透盖安装沉头孔（93）；夹头座（64）为空心圆柱体，内部开有内螺纹孔（94），内螺纹孔下方开有过渡圆形空腔和锥面（95），在锥面腔外壁开有外螺纹（96）及外螺纹退刀槽（97），在内螺纹孔（94）外壁加工出切平面（98），切平面（98）上开有主轴紧固螺纹孔（99）；小轴承（71）和大轴承（72）位于主轴（61）相应的小轴承安装轴段（81）和大轴承安装轴段（82）上，主轴（61）位于轴承座（62）中，使小轴承外表面与轴承座（62）的小轴承安装腔（86）相配合，大轴承外表面与大轴承安装腔（87）相配合；透盖（63）上透盖安装定位沿（91）与轴承座大轴承安装腔（87）表面相配合，采用第十五螺钉（73）进行连接；轴承座安装定位沿（88）与升降机构（2）中过渡支撑板（41）上轴承座安装定位槽（48）相配合，采用第十四螺钉（70）进行连接；将主轴电机（58）位于电机座（59）上，用第十一螺钉（67）连接；电机座垫板（60）位于电机座（59）槽型结构两侧下方，用第十二螺钉（68）将电机座（59）、电机座垫板（60）与过渡支撑板（41）上进行连接，主轴（61）上端与主轴轴电机（58）的电机轴连接，用第十三螺钉（69）进行紧固；弹性夹头（65）外锥面与夹头座（64）锥面（95）相配合；夹头螺母（66）与夹头座（64）下端进行螺纹连接；夹头座（64）上端与主轴（61）下端进行螺纹连接，用第十六螺钉（74）紧固；

定位夹紧机构（4）包括横向调节板（100）、纵向调节板（101）、卡盘座导向（102）、卡盘座（103）、卡盘安装板（104）、三爪卡盘（105）、压力传感器（113），以及第十七螺钉（106）、小弹性挡圈（107）、大弹性挡圈（108）、胶垫（109）、卡盘安装螺钉（110）、第十八螺钉（111）、垫片（112）；其中，横向调节板（100）为矩形板结构，在矩形板平面上加工有第二中心孔（114），在第二中心孔（114）上下方向靠近长边加工横向移动槽（115），在左右方向靠近短边加工纵向调节板安装螺纹孔（116），在一长边侧面切槽（117），防止与升降机构（2）中丝杠支撑端（44）安装时发生干涉；纵向调节板（101）由矩形板和挡板结构（118）组成，在矩形板中间加工第三中心孔（119）及卡盘座导向安装孔（120），在调节板下方切出通槽（123），两侧留有底板台（121），并在底板台（121）上加工纵向移动槽（122）；卡盘座导向（102）采用空心圆柱体结构，在一端有卡盘导向安装沿（124），在圆柱体外壁上开有大弹性挡圈安装环形槽（125），圆柱体内表面（126）加工光滑；卡盘座（103）为空心圆柱体结构，卡盘座（103）内有由挡沿（127）分隔出来的两个不同直径的圆形空腔，挡沿（127）用于安装卡盘安装螺钉（110）和胶垫（109），在大直径圆形空腔一侧穿入；在小直径圆形空腔外壁加工卡盘座安装沿（128），在下端开有小弹性挡圈安装环形槽（129）；卡盘安装板（104）为矩形板结构，在矩形板上表面中间加工出第四中心孔（130）和三爪卡盘安装定位槽（131），在下表面左右两侧加工出传感器安装方槽（133），在传感器安装方槽上下开有传感器安装螺纹孔（132）；卡盘导向安装沿（124）与卡盘导向安装孔（120）进行配合，使第三中心孔（119）与卡盘导向（102）具有同一中心轴线；大弹性挡圈（108）位于卡盘座导向（102）上大弹性挡圈安装环形槽（125）上；纵向调节板（101）位于横向调节板（100）上，采用第十七螺钉（106）连接；卡盘座（103）上的卡盘座安装沿（128）与卡盘安装板（104）的第四中心孔（130）相配合，采用冷安装方式进行连接；压力传感器（113）位于传感器安装方槽（133），用第十八螺钉（111）和垫片（112）连接固定；将组合后的卡盘安装支撑板上的卡盘座（103）与卡盘座导向（102）的内表面相配合，用小弹性挡圈（107）安装在卡盘座（103）上小弹性挡圈安装环形槽（129）上，防止卡盘座（103）脱落，所述卡盘安装支撑板包括卡盘安装板（104）和卡盘座（103）；三爪卡盘（105）与卡盘座（103）中心孔相配合，限位于卡盘安装板（104）上三爪卡盘安装定位槽（131），将胶垫（109）置于卡盘座挡沿（127）处，用卡盘安装螺钉（110）将三爪卡盘（105）与组合后的卡盘安装支撑板连接；

定位夹紧机构（4）以横向调节板（100）上切槽（117）为里侧放置，位于底板（13）上方，用第五螺钉（9）连接。