CN107438496B - 修复环形齿轮的齿的方法 - Google Patents

Abstract

修复环形齿轮(3)的齿的方法，所述方法利用可移去的加工装置(1)，所述加工装置包括底盘以及相对于底盘可移动、支撑切削件的部分，所述方法在原位执行，无需拆卸适合旋转的旋转机械(2)的环形齿轮(3)，所述方法包括以下用于对每个齿进行加工的步骤：‑通过把所述加工装置(1)夹紧到所述环形齿轮上与待加工的齿(4)相对应的附接到环形齿轮上的位置，把所述加工装置(1)附接到所述环形齿轮(3)，‑通过控制对切削件(15)按照预定的加工操作，以自动的方式对齿进行加工，其中，把所述加工装置(1)从与之前加工的齿相对应的附接到环形齿轮(3)上的位置移动到附接待加工的相邻齿的位置，同时所述环形齿轮(3)是固定的，所述加工装置(1)由连接到旋转机械(2)的框架的至少一根线缆(5)悬置并保持。

Description

修复环形齿轮的齿的方法

技术领域

本发明涉及通过加工装置修复环形齿轮的齿的方法。

背景技术

本发明的领域是大型旋转机械的领域，所述大型旋转机械通常具有大体水平的轴，比如化学工业、矿业或制糖业中所用的具有大型环形齿轮的大型旋转机械，所述大型环形齿轮使旋转机械能够通过小齿轮以及电机单元旋转。这种类型的旋转机械的实例包括旋转炉、球磨机、卧式球磨机、制糖扩散器……

对于这种机械，小齿轮的齿与环形齿轮的齿之间反复接触是磨损的源头，磨损可以各种方式表现出来，呈现为包括小齿轮的驱动系统与从动机械之间相对位置的调整以及除绕轴旋转之外的各种机械运动。齿的形状偏离本为外摆线型的原始外形，其厚度变薄，并且会形成局部的表面缺陷。

在接触表面偏离理想外形的情况下，施加在齿上的力会呈现异常方向，并且会发生振动。这样导致不正常的机械应力施加在环形齿轮的附件上、电机单元上以及机械本身及其支座上，由此会导致损坏各个机械系统，并且还加剧齿的磨损现象。

当磨损达到显著水平时，就必须修复或者更换环形齿轮。对于大型机械而言，更换操作耗时较长，而且成本较高。假设旋转机械和环形齿轮仅按照一个方向旋转，则小齿轮与环形齿轮的接触仅发生在环形齿轮每个齿的两侧之中的一侧上。有时可将翻转环形齿轮作为选择性方案，其目的是暴露未被磨损的其它齿侧。然而，这种翻转操作尽管成本稍低，但是操作仍然繁重复杂。通常，可以实施修复，以便恢复接触表面的外形质量，这与良好的机械操作相符，在必须翻转或更换环形齿轮之前，至少可以进行一次所述修复。

进行如此修复不需拆卸环形齿轮；只拆除防护件，以便接近齿。这主要在于通常通过打磨进行加工操作，从而再形成适合在环形齿轮每个齿的表面上进行啮合的形状。

目前，由操作人员操纵加工或打磨工具手动完成齿面修复操作。通过与构成参考形状的模板作比较，评估每个齿的操作结果。

在申请人的经验看来，最终结果在很大程度上取决于操作人员的技术和经验。

发明内容

本发明的目的是提出一种修复环形齿轮的齿的方法，所述方法适合大型机械的环形齿轮，该方法无需拆卸环形齿轮，而且其自动化水平使执行质量能够重现。

本发明尤其可用于加工直径大于或等于1.5米的环形齿轮。

本发明的另一个目的是提出这样一种方法，用这种方法把加工装置安装在环形齿轮上简单且快速。

本发明的其它目的和优点将显现在以下的描述中，以下描述是出于信息性目的给出的，不具有限制本发明的目的。

本发明涉及到修复环形齿轮的齿的一种方法，该方法利用可移去的加工装置，所述加工装置包括底盘以及相对于底盘可移动、支撑切削件的部分，所述方法原位执行，无需拆卸适合旋转的旋转机械的环形齿轮，所述方法包括以下用于对每个齿进行加工的步骤：

-通过把加工装置夹紧到环形齿轮上与待加工的齿相对应的附接到环形齿轮上的位置，把所述装置附接到环形齿轮，

-按照预定的加工操作，通过对切削件的控制以自动的方式对齿进行加工，

且其中，至少在预定的加工范围内，把加工装置从与之前加工的齿相对应的附接到环形齿轮上的位置移动到附接待加工的相邻齿的位置，同时环形齿轮是固定的，通过连接到旋转机械的框架的在拉力作用下的至少一根线悬置并保持所述加工装置。

根据一个实施例，当装置由拉力作用下的至少一根线缆悬置并保持的同时，加工装置连续移动到预定加工范围内的环形齿轮一个扇区上的环形齿轮外围上的各个附接位置，同时环形齿轮是固定的，所述加工范围在环形齿轮的上半部上，在最小角度0°与最大角度65°之间，所述角度是相对于水平方向的圆心角。

根据所述方法的一个实施例：

-在通过加工装置加工环形齿轮的所述扇区的所有齿之后，使旋转机械进行局部旋转，从而使相邻扇区的齿定位于所述预定加工范围内，

-通过加工装置从附接到环形齿轮上的位置连续移动到附接待加工的相邻齿的位置，对所述相邻扇区的齿逐个进行加工，同时环形齿轮是固定的，所述附接到环形齿轮的位置与之前加工的齿相对应，

且其中，重复该顺序，从而对环形齿轮的所有齿进行加工。

根据一个实施例，使旋转机械进行局部旋转，同时把加工装置附接并刚性连接到环形齿轮，尤其是，在与之前加工的齿相对应的附接位置进行附接和刚性连接。

根据一个实施例，按照向下的方向，实施由在拉力作用下的至少一根线缆所保持并悬置的加工装置的移动，以便使加工装置的位置紧密靠近下方待加工的齿。作为选择，按照向上的方向实施由在拉力作用下的至少一根线缆所保持并悬置的加工装置的移动，以便使加工装置的位置紧密靠近上方待加工的齿。

根据一个有利的实施例，仅通过加工装置的夹紧部分对环形齿轮侧面的作用，把加工装置的底盘附接并锁定到环形齿轮上。

附图说明

通过阅读附有附图的以下说明将更好地理解本发明，在附图中：

-图1是沿着旋转机械轴的示意图，阐释了环形齿轮，以及由附接到旋转机械的框架的至少一根线缆保持的加工装置，

-图2是示意俯视图，阐释了加工装置附接到旋转机械的环形齿轮上，

-图3是侧视图，根据本发明的一个实施例，阐释了加工装置在环形齿轮的齿上的定位。

具体实施方式

因此，本发明涉及修复环形齿轮3的齿的方法，所述方法应用可移去的加工装置1，所述加工装置包括底盘11以及相对于底盘11可移动、支撑切削件15的部分13。

该方法在原位执行，这就是说，有利的是，无需拆卸旋转机械2的环形齿轮3，所述旋转机械通常通过小齿轮和电机单元旋转。按照非限制性的方式，旋转机械可以是旋转炉、卧式球磨机或球磨机，或者，在制糖业的领域中，可以是被称为扩散器的机器。这种旋转机械全都具有大体水平的旋转轴。

所述方法包括以下用于对每个齿进行加工的步骤：

-通过把加工装置1夹紧到环形齿轮上与待加工的齿相对应的环形齿轮3的附接位置，把所述加工装置1附接到环形齿轮3，

-按照预定的加工操作，通过对切削件15的控制以自动的方式对齿进行加工。

通过夹紧环形齿轮的侧面，尤其是通过加工装置的夹紧部分12和12’可以把加工装置1附接到环形齿轮。

夹紧部分12和12’能在底盘11上移动，并且能按照垂直于环形齿轮 3的平面的方向移动更加靠近在一起，以便通过任何适当的系统夹紧环形齿轮3的两侧，所述系统比如为螺母和螺栓系统、液压致动器或其它系统。这些夹紧部分12，12’还能通过在环形齿轮侧面上形成的轴承使之能够按照垂直于环形齿轮的平面的方向确定装置的位置，所述方向即按照图2和图3的坐标系的OX的方向。

例如，通过对参照齿的侧面施加压力确定加工装置1相对于待加工的齿4的位置，所述侧面相对于参照齿尖端按照与待加工的齿4相反的方向定位。参照齿能是待加工的齿或者紧接着的前一个齿。

为此目的，装置能包括对参照齿的侧面施加压力的装置14，其相对于参照齿尖端按照与待加工的齿的侧面相反的方向定位，参照齿是待加工的齿4或者紧接着的前一个齿。

作为如图3所示的一个非限制性实例，对参照齿的侧面施加压力的装置14包括第一个支承件和第二个支承件，两者分别用于形成第一个下轴瓦以及第二个上轴瓦，它们的位置在齿的侧面就高度而言偏移。作为选择，第一个下轴瓦布置成同时对齿的底部施加压力。支撑装置14能使之能够在环形齿轮的平面中确定加工装置的位置，所述平面即根据图2和图3的平面OYZ。

根据一个有利实施例，仅通过把部分12，12’夹紧到环形齿轮3的侧面上的作用以及通过所述部分12，12’与环形齿轮侧面之间的摩擦，把底盘11附接并锁定到环形齿轮3上。在这种情况下，要实施装置的附接与锁定，无需进行额外的设置。在此，如此附接的简易性是理想的原因在于，为了修复环形齿轮的所有齿，以及如下文所述，有必要把装置多次移动一个齿到不同的附接位置，所述附接位置分别与环形齿轮3各个齿的修复相关。

按照预定的加工操作，通过对切削件15的控制来对待加工的齿进行加工。为此目的，命令和控制装置适合自动控制切削件15，以便按照预定的外形对齿进行加工。

所述命令和控制装置能包括存储器，以数字的形式把按照所述预定的外形对齿进行加工的操作记录在所述存储器中。在开始加工之前，根据环形齿轮的尺寸、齿的模量以及磨损状态，针对每个环形齿轮形成这些数字加工指令。能够对每个齿自动重现完全相同的外形。一旦待加工的齿重新成形，则松开装置的底盘，使其移动一步，并且为了使环形齿轮的下一个齿再成形而将其再次附接到环形齿轮。

切削工具的自由度使之能够按照理想齿形，尤其是行星齿形，使待加工的齿再成形。为此目的，可移动部分13能沿着多个轴移动，尤其沿着轴OX，即横向于环形齿轮3的轴；沿着轴OY，即按照平行于环形齿轮的平面并垂直于穿过待加工的齿的径向的方向；以及按照方向OZ，也就是，大体上穿过待加工的齿4的径向。还能使切削件15相对于可移动部分定向，例如，沿着平行于轴OX的旋转轴定向。

加工装置能是由申请人于同一天提出的PCT国际申请书中以及2015 年3月17日的法国专利申请书FR1552195中所描述的加工装置：援引这些申请书的内容以供参考。

根据本发明，加工装置1从对应于之前加工的齿的附接到环形齿轮3 上的位置移动到待加工的相邻齿的附接位置，同时环形齿轮3是固定的，通过连接到旋转机械2的框架的在拉力作用下的至少一根线缆5悬置并保持所述加工装置1。

通过操作人员的手动操作能协助装置从一个附接位置移动到相邻齿的附接位置。作为选择，在该操作过程中，能通过任何适当的方式延长或缩短线缆的长度，比如通过绞盘或等同物。

按照向下的方向，实施由在拉力作用下的至少一根线缆5所保持并悬置的加工装置1的移动，以便使加工装置的位置紧密靠近下方待加工的齿。

或者，按照向上的方向，实施由在拉力作用下的至少一根线缆5所保持并悬置的加工装置1的移动，从而使加工装置的位置紧密靠近上方待加工的齿。

根据在图1中出于信息性目的按照图示所阐释的一个实施例，当装置由在拉力作用下的至少一根线缆5悬置并保持的同时，加工装置1在预定的加工范围内在环形齿轮3的扇区上连续移动到环形齿轮3半径上的各个附接位置，同时环形齿轮3是固定的，所述预定的加工范围在环形齿轮上半部上。

该加工范围的一个实例显示在图1中。根据一个实施例，该加工范围界定在0°的最小角度α1与65°的最大角度α2之间，角度α1和α2是相对于水平方向的圆心角。例如，加工范围范围是0°至65°的角度范围。

该加工范围是通过发明人的观察得到的，根据该加工范围，并且为了使重力作用在加工装置上，以使线缆能够处于拉力作用下并因此保持住加工装置，加工装置1必须在环形齿轮3的角度扇区中移动，由此使得与环形齿轮3相切的所有切线都具有相对于水平方向至少为25°的向下坡度。

当加工装置完成预定加工范围内存在的扇区的所有齿的加工时，可以使旋转机械2缓慢地进行局部旋转，以便把下一个扇区的齿带入加工范围的角度区域中。然后按照前文所述的方法依次对该扇区的齿逐个进行加工。

因此，所述方法通常能包括以下步骤：

-在加工装置完成环形齿轮3所述扇区的所有齿的加工之后，使旋转机械2进行局部旋转，从而使相邻扇区的齿位于所述预定加工范围中，

-通过加工装置连续移动对所述相邻扇区的齿进行加工，所述加工装置从与之前加工的齿相对应的附接到环形齿轮3的位置连续移动到待加工的相邻齿的附接位置，同时环形齿轮3是固定的。

根据需要重复多次该顺序，以便对环形齿轮3的所有齿进行加工。

在旋转机械2进行局部旋转过程中，加工装置1可有利地附接并刚性固定到环形齿轮，尤其在与之前加工的齿相对应的附接位置进行附接和刚性固定。

当然，在不脱离以下权利要求所定义的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设想出其它的实施例。

术语表

1.加工装置，

2.旋转机械，

3.环形齿轮，

4.待加工的齿，

5.线缆，

11.底盘，

12、12’.夹紧部分，

13.托架，

14.对参照齿施加压力的装置，

15.切削件。

Claims (8)

1.修复环形齿轮(3)的齿的方法，所述方法利用可移去的加工装置(1)，所述加工装置包括底盘(11)以及相对于底盘(11)可移动、支撑切削件(15)的部分(13)，所述方法在原位执行，无需拆卸适合旋转的旋转机械(2)的环形齿轮(3)，所述方法包括以下用于对每个齿进行加工的步骤：

-通过把所述加工装置(1)夹紧到所述环形齿轮上与待加工的齿(4)相对应的附接到环形齿轮上的位置，把所述加工装置(1)附接到所述环形齿轮(3)，

-按照预定的加工操作，通过对切削件(15)的控制以自动的方式对齿进行加工，

且其中，把所述加工装置(1)从与之前加工的齿相对应的附接到环形齿轮(3)上的位置移动到附接待加工的相邻齿的位置，同时所述环形齿轮(3)是固定的，所述加工装置(1)由连接到旋转机械(2)的框架的在拉力作用下的至少一根线缆(5)悬置并保持。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置由拉力作用下的至少一根线缆(5)悬置并保持的同时，所述加工装置(1)连续移动到预定加工范围内的环形齿轮一个扇区上的环形齿轮(3)半径上的各个附接位置，同时所述环形齿轮(3)是固定的，所述加工范围在环形齿轮的上半部上，在最小角度(α1)0°与最大角度(α2)65°之间，所述角度(α1，α2)是相对于水平方向的圆心角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

-在通过所述加工装置(1)加工所述环形齿轮(3)的所述扇区的所有齿之后，使所述旋转机械(2)进行局部旋转，从而使相邻扇区的齿定位于所述预定加工范围内，

-通过所述加工装置从附接到环形齿轮(3)上的位置连续移动到附接待加工的相邻齿的位置，对所述相邻扇区的齿逐个进行加工，同时所述环形齿轮(3)是固定的，所述附接到环形齿轮的位置与之前加工的齿相对应，且其中，重复局部旋转和加工的步骤，以便对所述环形齿轮的所有齿进行加工。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使所述旋转机械(2)进行局部旋转，同时把所述加工装置(1)附接并刚性连接到所述环形齿轮。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使所述旋转机械进行局部旋转，同时在与之前加工的齿相对应的附接位置，把所述加工装置(1)附接并刚性连接到所述环形齿轮(3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，按照向下的方向，实施由在拉力作用下的至少一根线缆所保持并悬置的所述加工装置的移动，以便使所述加工装置的位置紧密靠近下方待加工的齿。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，按照向上的方向，实施由在拉力作用下的至少一根线缆所保持并悬置的所述加工装置的移动，以便使所述加工装置的位置紧密靠近上方待加工的齿。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，仅通过所述加工装置的夹紧部分(12，12’)在所述环形齿轮(3)侧面上的作用，把所述加工装置的所述底盘(11)附接并锁定到所述环形齿轮(3)上。

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