CN106238548B - 一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置 - Google Patents

Abstract

一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，它涉及一种外旋进给装置。本发明为了解决现有的有模旋压设备存在模具成本高、通用性差和制造周期长的问题。本发明的旋轮座导向盘上开设有四个倒“凸”字形滑轨，多个外旋轮组件可滑动安装在倒“凸”字形滑轨上，棘轮导向盘安装在旋轮座导向盘上，导向盘压板压装在棘轮导向盘上，棘轮盘内嵌在棘轮导向盘内，每个外旋轮组件上安装一个背轮，棘轮压板安装在棘轮盘上，涡轮和涡轮固定座由上至下依次安装在棘轮压板上，蜗杆固定板扣装在导向盘压板上，蜗杆箱安装在蜗杆固定板上，蜗杆安装在蜗杆箱上，蜗杆的输出端与减速器连接，减速器与电机连接。本发明适用于薄壁筒形件对轮旋压设备中。

Description

一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置

技术领域

本发明涉及一种外旋进给装置，具体涉及一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置。

背景技术

随着对太空探索的快速发展,需要采用超大型直径火箭助推器。目前准2500mm以内的金属圆筒大部分采用机械加工、板料卷焊和有模旋压成形的工艺方法。但对于超过准2500mm及以上的圆筒成形可以选择的成形方法屈指可数。对轮旋压是强力旋压技术的一种，是在传统有芯模旋压的基础上发展起来的。它是采用一对或几对内外旋轮同时对工件的内外表面进行塑性加工。由于没有芯模及可根据实际情况调整旋轮对数及形状，对轮旋压具有以下优点：通过调整旋轮对径向距离，即可加工一定范围内任意直径、不同厚度的管件，因此降低了芯模的生产成本；在初始壁厚和变形程度相同的情况下，与芯模旋压相比，对轮旋压变形量由内外对称旋轮对共同完成，旋压力降低一半；由于材料流动对称，坯料内外层的变形量相当，使得对轮旋压产品具有较低的残余应力。特别是在制造大直径薄壁筒形件方面，现有的有模旋压设备存在模具成本高、通用性差和制造周期长的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的有模旋压设备存在模具成本高、通用性差和制造周期长的问题，进而提供一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置。

本发明的技术方案是：一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置包括电机、减速器、蜗杆、蜗杆箱、蜗杆固定板、涡轮、涡轮固定座、棘轮压板、棘轮盘、导向盘压板、棘轮导向盘、旋轮座导向盘、多个背轮和多个外旋轮组件，

旋轮座导向盘上以环形阵列的方式开设有两个或四个倒“凸”字形滑轨，多个外旋轮组件可滑动安装在倒“凸”字形滑轨上，棘轮导向盘安装在旋轮座导向盘上，导向盘压板压装在棘轮导向盘上，棘轮盘内嵌在导向盘压板内，每个外旋轮组件上安装一个背轮，且所述背轮与棘轮盘的内侧壁之间相接触，棘轮压板安装在棘轮盘上，涡轮固定座和涡轮由上至下依次安装在棘轮压板上，蜗杆固定板扣装在棘轮压板上，蜗杆箱安装在蜗杆固定板上，蜗杆安装在蜗杆箱上，且蜗杆与涡轮啮合，蜗杆的输出端与减速器连接，减速器与电机连接。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明为保证坯料合理受力，外旋轮组件应沿坯料周向均匀分布，该套外旋进给装置中，在旋轮座导向盘内安装四个互成90°夹角的外旋轮组件或两个互成180°角的外旋轮组件，且旋轮座导向盘内滑槽与旋轮座尾段滑块间的配合保证了外旋轮组件只能沿滑轨作径向运动。棘轮盘通过棘轮压板、涡轮连接座与涡轮连接，当电机、减速器工作时，驱动蜗杆涡轮传动系统，从而带动棘轮盘在棘轮导向盘约束下旋转。由于棘轮盘内四段圆弧完全相同且外旋轮组件上背轮与圆弧段初始接触位置相同，当棘轮盘旋转时，外旋轮组件在棘轮盘推动下沿滑轨作同步径向进给运动。该套装置中，旋轮座导向盘、棘轮导向盘、棘轮盘、棘轮压板、涡轮固定座、涡轮的装配均确保同心。旋轮座导向盘、棘轮导向盘以及棘轮盘的直径均应大于坯料直径，外旋轮组件沿滑轨径向进给需确保能旋轮能够与坯料接触并挤压坯料。

本发明通过涡轮带动棘轮盘进行旋转，通过调整外旋轮组件在倒“凸”字形滑轨中的位置来对待滚压筒形件直径的调整，进而实现对轮旋压设备中不同直径进行滚压的问题，本发明能够对直径超过2500mm、壁厚为2mm的筒形件进行成形。

本发明由于无需采用芯模，生产成本降低一半，减少制造周期；另外，本发明由于外旋进给装置能够在径向方向调整，通用性好，因此，适用于各种直径的薄壁筒形件，尤其适用于大型薄壁筒形件的对轮滚压。

附图说明

图1是本发明外旋压进给装置结构示意图；

图2是本发明装置旋轮座导向盘结构示意图；

图3是本发明装置旋轮座压板结构示意图；

图4是本发明装置外旋轮组件示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是图5沿A-A出的剖视图；

图7是本发明装置棘轮导向盘结构示意图；

图8是本发明装置棘轮盘结构示意图；

图9是本发明装置导向盘压板结构示意图；

图10是本发明装置棘轮压板板结构示意图；

图11是本发明装置涡轮固定座结构示意图；

图12是本发明装置蜗杆固定圆板结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合1至图12说明本实施方式，本实施方式的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置包括电机1-15、减速器1-14、蜗杆1-13、蜗杆箱1-12、蜗杆固定板1-16、涡轮1-11、涡轮固定座1-10、棘轮压板1-5、棘轮盘1-4、导向盘压板1-3、棘轮导向盘1-2、旋轮座导向盘1-1、多个背轮1-9和多个外旋轮组件，

旋轮座导向盘1-1上以环形阵列的方式开设有两个或四个倒“凸”字形滑轨，多个外旋轮组件可滑动安装在倒“凸”字形滑轨上，棘轮导向盘1-2安装在旋轮座导向盘1-1上，导向盘压板1-3压装在棘轮导向盘1-2上，棘轮盘1-4内嵌在导向盘压板1-3内，每个外旋轮组件上安装一个背轮1-9，且所述背轮1-9与棘轮盘1-4的内侧壁之间相接触，棘轮压板1-5安装在棘轮盘1-4上，涡轮固定座1-10和涡轮1-11由上至下依次安装在棘轮压板1-5上，蜗杆固定板1-16扣装在棘轮压板1-5上，蜗杆箱1-12安装在蜗杆固定板1-16上，蜗杆1-13安装在蜗杆箱1-12上，且蜗杆1-13与涡轮1-11啮合，蜗杆1-13的输出端与减速器1-14连接，减速器1-14与电机1-15连接。

具体实施方式二：结合图1、图4和图8说明本实施方式，本实施方式的棘轮盘1-4为一圆环结构，棘轮盘1-4的外圆上端为凸台，沿与内圆上一点切线成5-10°向内部切割出四段半径相同、弧长相等的四段圆弧。如此设置，便于为旋轮提供旋压的工作环境和空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1、图4至图6说明本实施方式，本实施方式的外旋轮组件包括旋轮座4-1、旋轮轴4-3、旋轮轴承隔套4-5和两个圆锥滚子轴承4-6，旋轮轴4-3的两端通过两个圆锥滚子轴承4-6安装在旋轮座4-1内，旋轮轴承隔套4-5套装在旋轮轴4-3上，且旋轮轴承隔套4-5位于其中一个圆锥滚子轴承4-6与旋轮轴4-3的轴肩之间。如此设置，与旋轮内孔装配段直径大于首尾段直径；旋轮轴承隔套内径与旋轮轴首尾端直径相同，并安装在旋压轴上，将旋轮与圆锥滚子轴承隔开。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图6说明本实施方式，本实施方式的旋轮轴3-2为由左至右直径渐增的三段阶梯轴。如此设置，在内旋进给滑块2-3及圆锥辊子轴承约束下，旋轮可绕旋轮轴旋转。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式的旋轮座4-1包括U形座和凸字形滑块，凸字形滑块固定安装在U形座的非开口端并制成一体，U形座的非开口端且非凸字形滑块连接侧上开设有背轮安装槽。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式的背轮安装槽为带有开口的圆形安装槽。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式还包括多个旋轮座压板2，倒“凸”字形滑轨的非滑动配合的水平面上分别安装有一个旋轮座压板2。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

本实施方式的旋轮轴为三段阶梯轴，与旋轮内孔装配段直径大于首尾段直径；旋轮轴承隔套内径与旋轮轴首尾端直径相同，并安装在旋压轮轴上，将旋轮与圆锥辊子轴承隔开；一对圆锥辊子轴承套在旋压轮轴首尾两端，且一对圆锥辊子轴承与旋轮轴间均构成过盈配合；旋轮座前段为一U形块结构，上下端与套装在旋轮轴首尾段圆锥辊子轴承构成过盈配合。在旋轮座及圆锥辊子轴承约束下，旋轮可绕旋轮轴旋转。旋轮座导向盘上设置有四个互成90°角的倒“凸”字型滑轨。每个滑轨两水平端面各加工有十个定位螺孔，将两个分别加工有十个定位螺孔的旋轮座压板通过螺栓固定在每个倒“凸”字型滑轨两水平端面上。旋轮座后段为一与该旋轮座导向盘中倒“凸”字型滑轨配合的“凸”字型滑块，滑轨与滑块间为滑动摩擦关系，即外旋轮组件可沿旋轮座导向盘进行径向进给与退刀运动。棘轮导向盘底部内环上螺孔与及旋轮座导向盘上表面螺孔相配合，且通过定位螺栓固定于旋轮座导向盘上。为保证外旋轮径向进给的同步一致性，棘轮盘结构的作用格外关键。棘轮盘为一圆环结构，外圆为凸台，沿与内圆上一点切线成一角度向内部切割出四段半径相同、弧长相等的四段圆弧。棘轮盘外圆半径与棘轮导向盘顶部内环半径相同，将棘轮盘下表面安装于棘轮导向盘底部圆环上表面，且棘轮盘与棘轮导向盘各接触面间均为滑动摩擦关系。背轮固定于旋轮座中U形结构上部尾端，棘轮盘内圆弧部分与背轮间为滚动摩擦关系，且各背轮与圆弧段初始接触位置相同。当棘轮盘在棘轮导向盘约束下旋转时，背轮沿圆弧段滚动，在圆弧段推动下，外旋轮组件沿旋轮座导向盘内滑轨作径向运动。由于四段圆弧完全相同且背轮与圆弧段初始接触位置相同，四个外旋轮组件径向进给量始终一致。棘轮压板通过定位螺栓固定于棘轮盘上表面，涡轮连接座通过定位螺栓分别与棘轮压板、涡轮固定。导向盘压板与棘轮导向盘通过定位螺栓固定，电机、减速器及蜗杆组件安装在蜗杆固定圆板上，蜗杆固定圆板通过定位螺栓固定于导向盘压板上。当电机驱动蜗杆带动涡轮旋转时，由于棘轮盘通过棘轮压板、涡轮固定座与涡轮固定，棘轮盘在涡轮带动下旋转，从而推动与棘轮盘间线接触的背轮，实现外旋轮组件沿旋轮座导向盘进行径向运动。

Claims (6)

1.一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：它包括电机(1-15)、减速器(1-14)、蜗杆(1-13)、蜗杆箱(1-12)、蜗杆固定板(1-16)、涡轮(1-11)、涡轮固定座(1-10)、棘轮压板(1-5)、棘轮盘(1-4)、导向盘压板(1-3)、棘轮导向盘(1-2)、旋轮座导向盘(1-1)、多个背轮(1-9)和多个外旋轮组件，旋轮座导向盘(1-1)上以环形阵列的方式开设有四个倒“凸”字形滑轨，多个外旋轮组件可滑动安装在倒“凸”字形滑轨上，棘轮导向盘(1-2)安装在旋轮座导向盘(1-1)上，导向盘压板(1-3)压装在棘轮导向盘(1-2)上，棘轮盘(1-4)内嵌在导向盘压板(1-3)内，每个外旋轮组件上安装一个背轮(1-9)，棘轮压板(1-5)安装在棘轮盘(1-4)上，涡轮固定座(1-10)和涡轮(1-11)由上至下依次安装在棘轮压板(1-5)上，蜗杆固定板(1-16)扣装在棘轮压板(1-5)上，蜗杆箱(1-12)安装在蜗杆固定板(1-16)上，蜗杆(1-13)安装在蜗杆箱(1-12)上，且蜗杆(1-13)与涡轮(1-11)啮合，蜗杆(1-13)的输出端与减速器(1-14)连接，减速器(1-14)与电机(1-15)连接；所述背轮(1-9)与棘轮盘(1-4)的内侧壁之间相接触，棘轮盘(1-4)为一圆环结构，棘轮盘(1-4)的外圆上端为凸台，沿与内圆上一点切线成5-10°向内部切割出半径相同、弧长相等的四段圆弧段，每个背轮(1-9)与相对应的圆弧段初始接触位置相同，四个外旋轮组件径向进给量始终一致。

2.根据权利要求1所述的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：外旋轮组件包括旋轮座(4-1)、旋轮轴(4-3)、旋轮轴承隔套(4-5)和两个圆锥滚子轴承(4-6)，旋轮轴(4-3)的两端通过两个圆锥滚子轴承(4-6)安装在旋轮座(4-1)内，旋轮轴承隔套(4-5)套装在旋轮轴(4-3)上，且旋轮轴承隔套(4-5)位于其中一个圆锥滚子轴承(4-6)与旋轮轴(4-3)的轴肩之间。

3.根据权利要求2所述的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：旋轮轴(4-3 )为由左至右直径渐增的三段阶梯轴。

4.根据权利要求3所述的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：旋轮座(4-1)包括U形座和凸字形滑块，凸字形滑块固定安装在U形座的非开口端并制成一体，U形座的非开口端且非凸字形滑块连接侧上开设有背轮安装槽。

5.根据权利要求4所述的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：背轮安装槽为带有开口的圆形安装槽。

6.根据权利要求5所述的一种对轮旋压设备中外旋直径可调的进给装置，其特征在于：它还包括多个旋轮座压板(2)，倒“凸”字形滑轨的非滑动配合的水平面上分别安装有一个旋轮座压板(2)。