CN107471115A - 修磨装置及自动修磨控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴件检修技术领域，提出一种修磨装置及自动修磨控制方法。修磨装置包括定位盘、传动板、动力装置以及修磨头。定位盘可拆卸地固定于轴件端面；传动板可转动地连接于定位盘，传动板绕一个作业轴心转动，传动板设有动力固定座，动力固定座与作业轴心间隔预设距离；动力装置通过动力固定座固定于传动板，动力装置具有向轴件外圆表面方向延伸的输出轴；修磨头与输出轴连接。该修磨装置用于对轴件进行修磨，实施中，动力装置带动修磨头绕其自身中心转动，传动板带动动力装置绕作业轴心转动，借此修磨头以行星运动方式对轴件外圆表面进行修磨。本发明结构简单、操作方便，可以对各种轴件进行修磨。

Description

修磨装置及自动修磨控制方法

技术领域

本公开涉及轴件检修技术领域，尤其涉及一种修磨装置及自动修磨控制方法。

背景技术

轴件作为一种常用的机械零件被应用于各种装置上，当轴件在应用过程中出现镦粗时，需要对轴件进行修磨。例如，在铁路车辆轮对检修时需要对车轮及制动盘进行更换，退卸旧车轮及制动盘并重新压装，同时对齿轮箱进行拆解退卸检修。在车轮、制动盘和齿轮箱退卸及压装过程中，压力机直接作用于车轴端面，上述过程可能造成车轴轴颈镦粗，影响后续轴颈轴承安装及使用。因此需要采用修磨装置对轴件进行修磨处理。

现有技术中，通常采用普通外圆磨床或者专用轴颈车磨床消除轴件镦粗。修磨时，首先将轴件安装在机床的安装槽上，使得轴件可以绕机床主轴转动，此时砂轮绕砂轮头架转动，通过砂轮与轴件的相对运动消除镦粗。

但是，当轴件的形状与机床的安装槽不匹配时，例如车轴上安装有齿轮箱或者轮对，将无法直接将轴件安装到机床的安装槽上对轴件进行修磨；同时，现有技术中的上述机床结构复杂、操作繁琐。

因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种修磨装置及自动修磨控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明的一个方面，提供一种修磨装置，用于对轴件进行修磨，所述轴件具有端面和外圆表面，修磨装置包括定位盘、传动板、动力装置以及修磨头；定位盘可拆卸地固定于所述轴件端面；传动板可转动地连接于所述定位盘，所述传动板绕一个作业轴心转动，所述传动板设有动力固定座，所述动力固定座与所述作业轴心间隔预设距离；动力装置通过所述动力固定座固定于所述传动板，所述动力装置具有向所述外圆表面方向延伸的输出轴；修磨头与所述输出轴连接，在所述动力装置的作用下旋转，对所述外圆表面进行修磨；并且所述传动板带动所述动力装置绕所述作业轴心转动，以对所述外圆表面各个位置进行修磨。该修磨装置用于对轴件进行修磨，实施中，动力装置带动修磨头绕其自身中心转动，传动板带动动力装置绕作业轴心转动，借此修磨头以行星运动方式对轴件外圆表面进行修磨。

在本发明的一种示例性实施例中，所述定位盘作业轴心与所述轴件的轴心重合。

在本发明的一种示例性实施例中，修磨装置还包括传动电机，以此带动所述传动板绕所述作业轴心转动。

在本发明的一种示例性实施例中，修磨装置还包括传感器支架以及距离传感器；传感器支架与所述传动板连接；距离传感器设置于所述传感器支架上，与所述外圆表面对应设置，以此测量所述距离传感器到外圆表面各点的距离。

在本发明的一种示例性实施例中，修磨装置还包括驱动器、控制器以及输入输出单元；驱动器与所述动力装置以及所述传动电机连接；控制器与所述驱动器以及所述距离传感器连接；输入输出单元与所述控制器连接；其中，所述控制器根据所述输入输出单元接收的指令控制所述驱动器，以所述驱动器驱动所述动力装置运转；所述控制器根据所述驱动器以及所述距离传感器反馈的参数控制所述动力装置以及所述传动电机的运转状态。

在本发明的一种示例性实施例中，所述定位盘包括第一端面和第二端面；第一端面设置有锥形定位尖头，所述锥形定位尖头与所述轴件端面的中心孔相对应，且与所述作业轴心重合；第二端面设置有转动轴，所述转动轴轴心为所述作业轴心，所述传动板通过轴承设置于所述转动轴。利用锥形定位尖头可以将定位盘进行快速定位和安装，锥形结构可以与轴件端面的各种中心孔快速对齐，并能保证同心度。

在本发明的一种示例性实施例中，所述传动板动力固定座具有径向调节间隙，能通过一手动或自动调节装置调节所述动力装置的径向位置。

在本发明的一种示例性实施例中，所述动力装置为多个；每个所述动力装置上安装有修磨头。

在本发明的一种示例性实施例中，多个所述动力装置为偶数个；每两个所述动力装置输出轴的旋转方向相反。

根据本发明的一个方面，提供一种自动修磨控制方法，采用上述的修磨装置，包括：

将所述定位盘与所述轴件进行同轴连接；

对所述定位盘与所述轴件进行同心度检测；

启动所述动力装置，对所述外圆表面进行修磨；

检测所述外圆表面不同位置的运行阻力，转动所述传动板，对所述外圆表面不同位置进行修磨；

根据所述外圆表面不同位置的运行阻力判断修磨是否完成。

由上述技术方案可知，本发明的修磨装置及自动修磨控制方法的优点和积极效果在于：

本发明提供一种修磨装置及自动修磨控制方法。在轴件端面上可拆卸连接有定位盘，传动板可转动地连接在定位盘上，传动板上设置有动力装置，动力装置的输出轴连接有修磨头。该修磨装置用于对轴件进行修磨，实施中，动力装置带动修磨头绕其自身中心转动，传动板带动动力装置绕作业轴心转动，借此修磨头以行星运动方式对轴件外圆表面进行修磨。相比现有技术，一方面，本示例实施例将修磨装置直接连接在轴件端面上，即可实现对轴件的修磨。该修磨装置对轴件的形状不做限定，可以应用于各种轴件上；另一方面，本示例实施例中的修磨装置结构简单，操作方便，可以减小轴件修磨的成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种修磨装置正视图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种修磨装置的侧视图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种自动修磨装置正视图；

图4是根据一示例性实施方式示出的一种自动修磨装置侧视图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种修磨装置自动控制系统图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种自动修磨控制方法流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本示例实施例首先提出一种修磨装置，参考图1、图2，图1为修磨装置正视图，图2为修磨装置的侧视图。

该修磨装置用于对轴件5进行修磨，所述轴件5具有端面52和外圆表面51，该修磨装置包括：定位盘1、传动板2、动力装置3以及修磨头4。其中，定位盘1可拆卸地固定于所述轴件5端面；传动板2可转动地连接于所述定位盘1，所述传动板2绕一个作业轴心6转动，所述传动板2设有动力固定座21，所述动力固定座21与所述作业轴心间隔预设距离；动力装置3通过所述动力固定座21固定于所述传动板2，所述动力装置3具有向所述外圆表面51方向延伸的输出轴31；修磨头4与所述输出轴31连接，在所述动力装置3的作用下旋转，对所述外圆表面51进行修磨；并且所述传动板2带动所述动力装置3绕所述作业轴心6转动，以对所述外圆表面51各个位置进行修磨。

本示例实施例提供一种修磨装置。在轴件端面上可拆卸连接有定位盘，传动板可转动地连接在定位盘上，传动板上设置有动力装置，动力装置的输出轴连接有修磨头。修磨头在动力装置的作用下旋转，对轴件外圆表面进行修磨；并且通过传动板带动动力装置转动，以对轴件外圆表面各个位置进行修磨。相比现有技术，一方面，本示例实施例将修磨装置直接连接在轴件端面上，即可实现对轴件的修磨。该修磨装置对轴件的形状不做限定，可以应用于各种轴件上；另一方面，本示例实施例中的修磨装置结构简单，操作方便，可以减小轴件修磨的成本。

本示例实施例中，定位盘1可选择为对应轴件端面52形状的圆盘结构，而圆盘具有两个端面，圆盘的第一端面可以设置有锥形定位尖头11，所述锥形定位尖头11与所述轴件端面52的中心孔相对应。圆盘上还开设有多个对应轴件端面52螺孔的通孔。当锥形定位尖头11插入轴件端面52的中心孔时，多个通孔与轴件端面上的螺纹孔相对应，利用螺栓穿过圆盘上的通孔与轴件端面上的螺纹孔连接，从而将定位盘1固定在轴件上。利用锥形定位尖头11可以将定位盘1进行快速定位和安装，锥形结构可以与轴件端面52的各种中心孔快速对齐，并能保证同心度。

关于传动板2可转动连接定位盘1的实施例中，其中一种示例是，在圆盘的第二端面设置有转动轴12。转动轴12上可以设置有轴承，轴承的内圈套接在转动轴12上，轴承的外圈套接在传动板2上，传动板2可以通过轴承绕转动轴12旋转。其中转动轴12的轴心即为作业轴心。当然，领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“可转动连接”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

本示例实施例的一种实施方式中，可以将转动轴12与锥形定位尖头11同轴心设置，此时作业轴心与轴件的轴心重合，可以实现轴件外圆表面以轴件轴心为圆心的修磨处理。本示例实施例的其他实施方式中，转动轴12与锥形定位尖头11还可以选择为不同轴心设置，或者选择为两者间相对位置能进行手动或自动调节，以满足相应需求的修磨需要。

传动板2上可以设置有动力固定座21，动力固定座21上安装有动力装置3，动力装置3的输出轴与修磨头4连接。其中，动力固定座21距离作业轴心预设距离，动力装置3的输出轴延伸方向面向外圆表面，使得连接在动力装置3输出轴上的修磨头4与外圆表面相对。预设距离一般选择为大于被加工轴件半径。开启动力装置3时，修磨头4可以对外圆表面进行修磨。其中，修磨头4可以为百叶砂轮，百叶砂轮的修磨面与外圆表面接触以对外圆表面进行修磨。传动板2上还可以设置有把手7，把手7位于传动板2远离作业轴心的一端，操作人员可以通过把手7将传动板2绕作业中心转动，以对外圆表面不同位置进行修磨。

需要说明的是，定位盘1的作用在于使得传动板2绕轴件端面上预设点转动，本示例实施例中定位盘1还可以以其他形状和形式将轴件与传动板2连接，这都属于本发明的保护范围。

本示例实施例中，传动板2一般选择是绕作业中心匀速转动，以确保外圆表面不同位置的均匀修磨。采用人工转动传动板2很难把握传动板2的转速，本示例实施例中，参照图3、4，图3为自动修磨装置正视图，图4为自动修磨装置侧视图。该修磨装置还可以包括：传动电机8。传动电机8可以带动所述传动板2绕所述作业轴心转动。

需要说明的是，传动电机8可以固定在传动板2上，传动电机8的输出轴可以与转动轴12平行设置，传动电机输出轴可以通过皮带或者齿轮与转动轴12连接，在传动电机8带动下，传动板2绕转动轴12转动。

上述示例实施例中，修磨装置修磨前并不能判断作业轴心为预设的转动中心，修磨后也不能判断修磨效果是否达到预设标准。本示例实施例还包括：传感器支架和距离传感器(图中未标出)。

需要说明的是，传感器支架可选择与所述传动板2连接；距离传感器设置于所述传感器支架上，且与所述外圆表面对应设置，以此测量所述距离传感器到外圆表面各点的距离。当传动板2转动时，距离传感器跟随传动板2同时转动，实时测量不同转动位置到轴件外圆表面各点的距离。以预设转动中心为轴件轴心为例，在对轴件进行修磨前，空转传动板2，根据距离传感器测得的在不同转动位置到轴件未镦粗段外圆表面的距离，判断作业轴心与轴件轴心的同心度。其中，距离传感器在不同转动位置测得的距离公差越小，同心度越高。还可以根据距离传感器测得的在不同转动位置到轴件镦粗段外圆表面的距离，判断轴件的镦粗变形情况。轴件修磨时和修磨后，还可以根据距离传感器测得的在不同转动位置到轴件镦粗段外圆表面的距离判断修磨的效果。

上述示例实施例中，需要根据人工对距离传感器测得的数据进行分析并控制动力装置3以及传动电机8运行，人工控制费时费力并且容易出现差错。参照图5所示，为修磨装置自动控制系统图。本示例实施例还可以包括：驱动器、控制器以及输入输出单元。

需要说明的是，驱动器与所述动力装置3以及所述传动电机8连接；控制器与所述驱动器以及所述距离传感器连接；输入输出单元与所述控制器连接；其中，所述控制器根据所述输入输出单元接收的指令控制所述驱动器，以所述驱动器驱动所述动力装置3以及传动电机运转；所述控制器根据所述驱动器以及所述距离传感器反馈的参数控制所述动力装置3以及传动电机的运转状态。

本示例实施例中，驱动器可以选择为电机驱动器，电机驱动器可以根据动力装置3以及传动电机8运行中电流与电压的综合信号得出动力装置3以及传动电机8在某一位置的运行阻力。

控制器可以包括处理器，处理器可以接收驱动器反馈的运行阻力，并根据预设的函数算法对运行阻力参数进行处理，得出相应的控制信号，然后将控制信号传输给驱动器，进而通过驱动器控制动力装置3以及传动电机8的运转状态。例如，动力装置3或者传动电机8在某一位置的运行阻力较大时，说明该位置不规则度较大，此时可以加快动力装置3在该位置处的运转速度或者减小当修磨头4通过该位置时传动电机的运作速度，以对该位置进行重点修磨。此外，处理器还可以根据动力装置3和传动电机8在每个位置处的运行阻力判断修磨是否完成，当动力装置3或者传动电机在预设位置的运行阻力达到预设值时，判定该位置修磨完成。

控制器中的处理器还可以接收距离传感器反馈的距离信号，处理器可以根据距离信号判断修磨是否完成。当距离传感器在每个转动位置测得的距离都达到预设距离时，处理器判断修磨完成，控制器可以自动通过驱动器关闭动力装置3以及传动电机8。

输入输出单元可选择为触摸显示器，触摸显示器即可以显示驱动器与距离传感器反馈的参数也可以显示动力装置3以及传动电机的运转状态，操作人员可以通过触摸显示器对处理器的函数算法进行定义，也可以通过触摸显示器直接向控制器发送控制命令。本示例实施例通过控制器、驱动器以及输入输出单元的设计，实现了修磨装置的自动化运行过程，节约了人力并且提高了修磨的效果。

动力装置3的径向位置会影响修磨头4与轴件外圆表面之间的接触压力，进而影响修磨效率。本示例实施例中，所述传动板2的动力固定座21可以具有径向调节间隙，能通过一手动或自动调节装置9调节所述动力装置3的径向位置。

需要说明的是，动力固定座21一种具体示例是，如图2或图4所示意，传动板2上远离轴心的外侧可以设置有导向槽，导向槽的导向方向与轴颈的径向延伸方向平行；一种示例性实施例中，导向槽的两侧可以通过滑动槽与动力固定座21对应的导向件进行限位滑动的配合，当然滑动槽与导向件的配置方式也可以互换。动力固定座21可安装在导向槽内，可以沿导向槽导向方向移动。

调节装置9调节动力装置3径向位置的一种具体示例可以是，导向槽上沿导向槽导向方向设置有调节孔，调节装置9穿过调节孔与动力固定座21连接，通过调节调节装置9伸入调节孔的深度调节动力固定座21在导向槽的位置。领域技术应该理解的是，在机械领域中实施上述“径向调节”仍有更多相互配合的结构可供选择实施，应该理解皆属于本发明的保护范围。

其中，调节装置9可以为手动调节装置。例如，调节装置9可以为螺栓，螺栓的螺纹端穿过调节孔与动力固定座螺纹连接，螺栓的头端卡设在调节孔外端，通过旋转螺栓可以调节动力固定座在导向槽的位置。调节装置9还可以是自动调节装置，例如，调节装置9为电推缸，电推缸的活塞端穿过调节孔与动力固定座连接，电推缸的缸体端固定在调节孔的外端，可以通过控制电推缸活塞端的伸长长度调节动力固定座在导向槽的位置。其中，电推缸还可以与驱动器连接，控制器可以根据修磨需要通过驱动器控制电推缸活塞端的伸长长度。上述示例实施例以一个动力装置为例进行了说明，本示例实施例中，动力装置可以为多个；每个所述动力装置上安装有修磨头。

需要说明的是，本示例实施例中可以采用多个动力装置，每个动力装置3上设置有修磨头4，多个修磨头4同时运行可以提高修磨效果。其中，多个动力装置3可以通过设置多个传动板2实现，也可以通过在一个传动板2上设置多个动力装置3实现。

在采用单个修磨头4对轴件外圆表面修磨时，被加工轴件一般对修磨头4具有一定的反向作用力，该反向作用力会导致传动板2被动的转动，这将影响修磨操作。之前介绍的实施例中，操作者可以利用把手7来控制传动板2的转动，但这种方式一是工作强度大，二是影响加工精度。本示例实施例中，多个所述动力装置可选择为偶数个；且每两个所述动力装置输出轴的旋转方向相反。进而每两个修磨头4的旋转方向也相反，轴件对该两修磨头4的反作用力相互抵消，避免了传动板自动旋转。

本示例实施例还提供一种自动修磨控制方法，参照图6，为自动修磨控制方法流程图，包括：

步骤S1：将所述定位盘1与所述轴件进行同轴连接；

步骤S2：对所述定位盘1与所述轴件进行同心度检测；

步骤S3：启动所述动力装置，对所述外圆表面进行修磨；

步骤S4：检测所述外圆表面不同位置的运行阻力，转动所述传动板，对所述外圆表面不同位置进行修磨；

步骤S5：根据所述外圆表面不同位置的运行阻力判断修磨是否完成。

其中，该自动修磨控制方法的实现方式以及作用原理已经在上述修磨装置中进行了具体的介绍，此处不再赘述。

本示例实施例的一种实施方式中，控制器还可以根据同心度检测结果，利用调节装置9在运动中进行同心度自动补偿，以此克服定位盘或运动件的定位误差。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (10)

1.一种修磨装置，用于对轴件进行修磨，所述轴件具有端面和外圆表面，其特征在于，所述修磨装置包括：

定位盘，可拆卸地固定于所述轴件端面；

传动板，可转动地连接于所述定位盘，所述传动板绕一个作业轴心转动，所述传动板设有动力固定座，所述动力固定座与所述作业轴心间隔预设距离；

动力装置，通过所述动力固定座固定于所述传动板，所述动力装置具有向所述外圆表面方向延伸的输出轴；以及，

修磨头，与所述输出轴连接，在所述动力装置的作用下旋转，对所述外圆表面进行修磨；并且所述传动板带动所述动力装置绕所述作业轴心转动，以对所述外圆表面各个位置进行修磨。

2.根据权利要求1所述的修磨装置，其特征在于，所述定位盘作业轴心与所述轴件的轴心重合。

3.根据权利要求1所述的修磨装置，其特征在于，还包括：

传动电机，带动所述传动板绕所述作业轴心转动。

4.根据权利要求3所述的修磨装置，其特征在于，还包括：

传感器支架，与所述传动板连接；以及，

距离传感器，设置于所述传感器支架上，与所述外圆表面对应设置，以此测量所述距离传感器到外圆表面各点的距离。

5.根据权利要求4所述的修磨装置，其特征在于，还包括：

驱动器，与所述动力装置以及所述传动电机连接；

控制器，与所述驱动器以及所述距离传感器连接；以及，

输入输出单元，与所述控制器连接；

其中，所述控制器根据所述输入输出单元接收的指令控制所述驱动器，以所述驱动器驱动所述动力装置运转；所述控制器根据所述驱动器以及所述距离传感器反馈的参数控制所述动力装置以及所述传动电机的运转状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的修磨装置，其特征在于，所述定位盘包括：

第一端面，设置有锥形定位尖头，所述锥形定位尖头与所述轴件端面的中心孔相对应，且与所述作业轴心重合；

第二端面，设置有转动轴，所述转动轴轴心为所述作业轴心，所述传动板通过轴承设置于所述转动轴。

7.根据权利要求1-5任一项所述的修磨装置，其特征在于，所述传动板动力固定座具有径向调节间隙，能通过一手动或自动调节装置调节所述动力装置的径向位置。

8.根据权利要求1-5任一项所述的修磨装置，其特征在于，

所述动力装置为多个；

每个所述动力装置上安装有修磨头。

9.根据权利要求8所述的修磨装置，其特征在于，

多个所述动力装置为偶数个；

每两个所述动力装置输出轴的旋转方向相反。

10.一种自动修磨控制方法，采用上述权利要求1-9任一项所述的修磨装置，其特征在于，包括：

将所述定位盘与所述轴件进行同轴连接；

对所述定位盘与所述轴件进行同心度检测；

启动所述动力装置，对所述外圆表面进行修磨；

检测所述外圆表面不同位置的运行阻力，转动所述传动板，对所述外圆表面不同位置进行修磨；

根据所述外圆表面不同位置的运行阻力判断修磨是否完成。