CN108214272A - 一种离心泵叶轮盖板抛光方法及其抛光装置 - Google Patents

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CN108214272A CN201711479419.XA CN201711479419A CN108214272A CN 108214272 A CN108214272 A CN 108214272A CN 201711479419 A CN201711479419 A CN 201711479419A CN 108214272 A CN108214272 A CN 108214272A
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戴嘉铖
张冯烨
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吴登昊
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Abstract

一种离心泵叶轮盖板抛光方法及其构建的抛光装置,所述方法包括以下步骤:用石蜡将叶轮盖板不需抛光的部分封装;将叶轮盖板浸入抛光液内抛光,其中抛光池以正弦函数波动的方式沿纵向进行上下往复的周期运动,而叶轮盖板在绕一与其中心轴平行的纵向轴作周向运动的同时绕其自身中心轴旋转;抛光结束后,清理干净叶轮盖板表面;所述抛光装置包括机架机构、升降机构、搅拌机构以及行星齿轮组件,机架的底部安装升降机构,上部安装搅拌机构;行星齿轮组件安装在所述搅拌装置与机架之间。本发明的有益效果是:能够有效处理机械抛光处理不了的复杂表面,且表面光洁度高,加工精度高,适应不同产品。

Description

一种离心泵叶轮盖板抛光方法及其抛光装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种离心栗叶轮盖板抛光方法及其抛光装置。
背景技术
[0002] 离心栗叶轮在工作时,其盖板外侧及外缘与栗腔内液体发生摩擦造成的能量损 失,称为圆盘摩擦损失。圆盘摩擦损失对离心栗效率影响很大,对于低比转速栗,其能量损 失占轴功率的一半以上。但是,传统的加工工艺越来越难以满足要求。传统的叶轮抛光方式 有机械抛光、化学抛光和电化学抛光。机械抛光简单易操作,但复杂零件无法加工;化学抛 光能加工复杂零件,速度快、效率高,但光亮度差,会析出有害气体;电化学抛光工艺稳定, 防腐性好,但不能除去金属中的非金属夹杂物,也不能除去或掩饰金属表面的划痕、深麻点 等表面缺陷。近年来,磨料流加工技术的发展,解决了对于复杂表面的表面光洁度要求。磨 料流加工技术可以加工传统技术难以处理的微小孔道、复杂内壁、叶轮叶片等部位,而且磨 料流加工技术的加工精度更高。
[0003] 由于离心栗叶轮通常是三维扭曲的叶片,所以若整个叶轮进行抛光,磨粒在叶轮 流道内的运动难以控制,在空化与磨粒的联合作用下也容易造成叶片的磨蚀,因此本发明 只对叶轮盖板进行抛光。研究发现,叶轮盖板的表面粗糙度会对栗的性能带来影响,盖板表 面粗糙度越低,其扬程和效率越高。所以,提高叶轮盖板表面光洁度的加工技术成为了当务 之急。
发明内容
[0004] 为解决上述技术问题,本发明在对比了现有叶轮盖板的加工方法,分析了叶轮表 面粗糙度对离心栗的影响,分析、总结磨料流加工技术特点的基础上,提供一种可有效提高 加工效率,提高工件表面质量,有效提高离心栗的扬程和效率的离心栗叶轮盖板抛光方法 及其抛光装置。
[0005] 本发明所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法,包括以下步骤:
[0006] 1)用石蜡将叶轮盖板不需抛光的部分封装,防止抛光过程中抛光液进入叶轮盖板 内部;
[0007] 2)将叶轮盖板浸入抛光液内进行抛光,其中盛装抛光液的抛光池在伺服电机的驱 动下以正弦函数波动的方式沿纵向进行上下往复的周期运动,而叶轮盖板在绕一与其中心 轴平行的纵向轴作周向运动的同时绕其自身中心轴旋转,使得抛光液既具有非稳定态的径 向流动,又具有非稳定态的径向流动,并且在整个抛光过程中,叶轮盖板始终浸入抛光液 内;
[0008] 3)经过设定时间,抛光结束后,将抛光后叶轮盖板取下,清理干净叶轮盖板表面的 抛光液和封装的石蜡即可,其中设定时间为抛光池运行一周期所需时间的整数倍。
[0009] 驱动抛光池升降的伺服电机的转动是正传和反转的交替转动,伺服电机的转动角 速度和时间的关系遵循以下公式:
Figure CN108214272AD00061
[0011] ω一一伺服电机转动角速度的最大速度(单位rad/s);
[0012] t2一一伺服电机转动时间(单位s);
[0013] y--伺服电机转动的角速度(单位rad/s);
[0014] k为0,1,2或3中的任意一个整数;
[0015] a一一抛光池上升所用的时间即电机一个周期内正转的时间(单位s);
[0016] b一一抛光池下降所用的时间即电机一个周期内反转的时间(单位s)。
[0017] 根据本发明所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法构建的抛光装置,其特征在于: 包括用于支撑的机架机构、用于提供抛光液纵向周期升降的升降机构、用于搅动抛光液的 搅拌机构以及用于带动叶轮盖板运动的行星齿轮组件,所述机架的底部安装升降机构,上 部安装搅拌机构;所述行星齿轮组件安装在所述搅拌装置与机架之间;
[0018] 所述机架机构包括机架、电机支撑架和环圈,所述电机支撑架固装在所述机架的 顶部,所述环圈外圈与机架固接,并保持环圈水平;
[0019] 所述升降机构包括用于产生旋转驱动力的伺服电机、用于控制伺服电机旋转形式 及旋转速度的伺服电机控制器、固定工作台、移动工作台、用于将伺服电机的旋转运动转换 为移动平台水平移动的滚珠丝杠副、用于带动移动平台沿纵向周期性升降的剪式升降平台 和用于盛放抛光液的抛光池,所述伺服电机的控制端与所述伺服电机控制器的信号输出端 电连,所述伺服电机的输电端、所述伺服电机控制器的输电端分别与外界的电源电连;所述 固定工作台固装在所述机架的底部;所述滚珠丝杠副包括用于传递旋转驱动力的丝杠和用 于沿丝杠轴向移动的螺母,所述丝杠与所述螺母螺接,所述滚珠丝杠副的丝杠水平架设在 所述固定工作台上,并且二者转动连接,所述丝杠的输入端通过第一联轴器与所述伺服电 机的输出轴相连;所述移动平台底部与所述螺母外壁固接;所述剪式升降平台的底部第一 连接自由端与固定工作台铰接,最底部第二连接自由端与移动平台的顶部铰接,剪式升降 架的顶部两连接自由端分别铰接在一安装平台上;所述抛光池安装在安装平台上,抛光池 内装抛光液;
[0020] 所述搅拌机构包括电机、阶梯轴、搅拌叶轮和转盘,所述电机固装在电机支撑架 上,并且所述电机的输出轴通过第二联轴器与所述阶梯轴的上端连接,所述阶梯轴的上部 通过轴承座组件与所述机架转动连接,所述阶梯轴沿其轴向从上到下依次安装转盘和搅拌 叶轮,转盘与所述阶梯轴固定,搅拌叶轮与阶梯轴固接,所述转盘沿其周向设有多个用于安 装行星齿轮组件的安装通孔;
[0021] 所述行星齿轮组件包括太阳轮、齿圈、与转盘安装通孔一一对应的行星轴、与行星 轴一一对应的行星轮和以及与行星轴一一对应的吸盘组件,所述太阳轮设有用于插入阶梯 轴的中心孔,并且所述太阳轮与插入其内的阶梯轴固接,实现太阳轮与阶梯轴的同步旋转; 所述齿圈的外壁与环圈内壁固接;所述行星轴的上部通过第二轴承组件安装在转盘的安装 通孔内,并且行星轴与转盘转动连接;所述行星轮的中心孔设有用于插入行星轴的中心孔, 并且所述行星轮与插入其内的行星轴固接,实现行星轮与行星轴的同步旋转;所述行星轮 的外齿轮分别与太阳轮的外齿轮、齿圈的内齿轮啮合,实现行星轴绕太阳轮中心轴公转的 同时,绕行星轴中心轴自转;所述行星轴的下部安装用于吸住叶轮盖板的吸盘组件。
[0022] 所述吸盘组件包括卡盘底座、电磁铁支撑架、吸盘电磁铁、供电电源以及控制开 关,所述卡盘底座的上部与所述行星轴的底部固接,所述卡盘底座的下部与所述电磁铁支 撑架的上部固接,所述吸盘电磁铁嵌装在所述电池铁支撑架的底部,用于吸起叶片盖板;所 述供电电源安装在所述电池铁支撑架上,并且供电电源、所述吸盘电磁铁以及所述控制开 关通过导线串联成回路。
[0023] 所述第一轴承组件包括轴承座、端盖、第一轴承支座、第一弹性挡圈和第一双列圆 锥滚子轴承和第一弹性挡圈,所述轴承座的底部固装在所述机架的上部,所述轴承座的顶 部与所述端盖固接;所述第一轴承支座套在阶梯轴的上部,并且二者螺接,所述第一轴承支 座卡入端盖与轴承座的安装孔内,并且第一轴承支座与轴承座、端盖之间夹设第一双列圆 锥滚子轴承,其中第一双列圆锥滚子轴承的内圈与第一轴承支座配合,外圈与轴承座、端盖 配合,使得内圈与第一轴承支座同步转动,外圈保持不动;所述第一弹性挡圈套在位于第一 轴承支座上部的阶梯轴上,并通过相应螺母限制其轴向移动,第一轴承支座的两端夹在第 一弹性挡圈和机架之间,用于限制第一轴承支座与阶梯轴的轴向移动。
[0024] 所述第二轴承组件包括第二轴承支座和第二双列圆锥滚子轴承,行星轴的上部贯 穿第二轴承支座的内螺纹孔后通过相应螺栓固定,所述第二轴承支座的上部设有能卡在转 盘上凸的安装通孔端面上的凸肩,第二轴承支座与转盘的安装通孔之间夹设第二双列圆锥 滚子轴承,其中第二双列圆锥滚子轴承的内圈与第二轴承支座配合,外圈与上凸的安装通 孔内壁配合,使得内圈与第二轴承支座同步转动,外圈保持不动。
[0025] 所述转盘通过第三轴承组件与所述阶梯轴周向固定,所述第三轴承组件包括固定 支座、第一推力球轴承、第二推力球轴承和轴承盖,所述固定支座位于转盘的正下方,并且 所述固定支座与所述阶梯轴螺接,所述固定支座与所述转盘之间增设第一推力球轴承,所 述阶梯轴穿过转盘安装通孔的部分与转盘安装通孔之间增设第二推力球轴承,所述轴承盖 套在阶梯轴外部,并且所述轴承盖与位于其正下方的转盘安装通孔上端面固接。
[0026] 所述剪式升降平台包括至少一个用于沿纵向升降的十字形升降单元和用于安装 抛光池的安装平台,每个十字形升降单元均由两根中间相互铰接的连接杆组成,连接杆的 端部作为十字形升降单元的连接端,其中十字形升降单元的连接端分别与相邻的十字形升 降单元的对应的连接端铰接;最底层的十字形升降单元底部第一连接自由端与固定工作台 铰接,最底部第二连接自由端与移动平台的顶部铰接,最上层的十字形升降单元的顶部两 连接自由端分别铰接在一安装平台上。
[0027] 所述太阳轮、行星轮以及齿圈均水平布置,所述太阳轮通过锁紧挡圈限制其轴向 的上下移动,所述锁紧挡圈套在位于太阳轮正上方的阶梯轴上,并且通过紧定螺钉与阶梯 轴固接。
[0028] 所述阶梯轴的下部装有用于稳定流动液体的稳定器,并且所述稳定器位于所述吸 盘组件与叶轮之间能浸入抛光液内的部分。
[0029] 所述丝杠通过第二圆锥滚子水平架设在所述固定工作台上,实现丝杠与固定工作 台的转动连接。
[0030] 本发明的有益效果是:本设计采用了磨料流抛光技术,能够有效处理机械抛光处 理不了的复杂表面,不会产生化学抛光会出现的有害气体,能够有效处理零件的表面缺陷, 且表面光洁度高,加工精度高;采用吸盘电磁铁进行夹持,可以加工各种尺寸的叶轮盖板, 没有大小的限制;本设计采用轮系结构,以太阳轮自转带动行星轮的自转和公转,结构紧 凑、节省空间;环圈与机架焊接,将齿轮转动产生的振动分散给机架,增加了装置的稳定性; 有四组行星组件,可以同时抛光四个工件,加工效率较高;搅拌叶轮旋转搅拌抛光液,升降 结构带动抛光池的以正弦变化的速度上下往复运动,形成非稳态轴向流和径向流,使抛光 液分布更加均匀,使抛光更加均匀、充分。
附图说明
[0031] 图1是本发明的结构图。
[0032] 图2是本发明升降机构的结构图。
[0033] 图3是本发明的A处放大图。
[0034] 图4是本发明的B处放大图。
[0035] 图5是本发明的C处放大图。
[0036] 图6是本发明的滚动丝杠螺母副的结构图。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图进一步说明本发明
[0038] 参照附图:
[0039] 实施例1本发明所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法,包括以下步骤:
[0040] 1)用石蜡将叶轮盖板不需抛光的部分封装,防止抛光过程中抛光液进入叶轮盖板 内部;
[0041] 2)将叶轮盖板浸入抛光液内进行抛光,其中盛装抛光液的抛光池在伺服电机的驱 动下以正弦函数波动的方式沿纵向进行上下往复的周期运动,而叶轮盖板绕一与其中心轴 平行的纵向轴作周向运动的同时绕其自身中心轴旋转,使得抛光液既具有非稳定态的径向 流动,又具有非稳定态的径向流动,并且在整个抛光过程中,叶轮盖板始终浸入抛光液内;
[0042] 3)经过设定时间,抛光结束后,将抛光后叶轮盖板取下,清理干净叶轮盖板表面的 抛光液和封装的石蜡即可,其中设定时间为抛光池运行一周期所需时间的整数倍;伺服电 机驱动抛光池上下运动,电机正转带动抛光池上升,反转带动抛光池下降。第一个公式代表 它正转,第二个公式是反转。两个时间合起来是一个周期;
[0043] 伺服电机的转动是正传和反转的交替转动,伺服电机的转动角速度和时间的关系 遵循以下公式:
Figure CN108214272AD00081
[0045] ω一一伺服电机转动角速度的最大速度(单位rad/s);
[0046] t2一一伺服电机转动时间(单位s);
[0047] y一一伺服电机转动的角速度(单位rad/s);
[0048] k为0,1,2或3中的任意一个整数;
[0049] a一一抛光池上升所用的时间即电机一个周期内正转的时间(单位s);
[0050] b一一抛光池下降所用的时间即电机一个周期内反转的时间(单位s)。
[0051] 实施例2根据实施例1所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法构建的抛光装置,包括 用于支撑的机架机构1、用于提供抛光液纵向周期升降的升降机构2、用于搅动抛光液的搅 拌机构3以及用于带动叶轮盖板运动的行星齿轮组件4,所述机架机构1的底部安装升降机 构2,上部安装搅拌机构3;所述行星齿轮组件4安装在所述搅拌装置3与机架机构1之间;
[0052] 所述机架机构1包括机架11、电机支撑架12和环圈13,所述电机支撑架12通过螺栓 固装在所述机架11的顶部,所述环圈13外圈与机架焊接,并保持环圈13水平;
[0053] 所述升降机构2包括用于产生旋转驱动力的伺服电机21、用于控制伺服电机旋转 形式及旋转速度的伺服电机控制器22、固定工作台23、移动工作台24、用于将伺服电机的旋 转运动转换为移动平台水平移动的滚珠丝杠副25、用于带动移动平台沿纵向周期性升降的 剪式升降平台26和用于盛放抛光液的抛光池27,所述伺服电机21的控制端与所述伺服电机 控制器22的信号输出端电连,所述伺服电机21的输电端、所述伺服电机控制器22的输电端 分别与外界的电源电连;所述固定工作台23固装在所述机架11的底板上;所述滚珠丝杠副 25包括用于传递旋转驱动力的丝杠251和用于沿丝杠轴向移动的螺母252,所述丝杠251与 所述螺母252螺接,所述滚珠丝杠副25的丝杠251水平架设在所述固定工作台23上,并且二 者转动连接,所述丝杠251的输入端通过第一联轴器211与所述伺服电机21的输出轴相连; 所述移动平台24底部与所述螺母252外壁固接;所述剪式升降平台26的底部第一连接自由 端通过铰链231与固定工作台23铰接,最底部第二连接自由端通过铰链231与移动平台24的 顶部铰接,剪式升降平台26的顶部两连接自由端分别通过相应的铰链231铰接在一安装平 台上;所述抛光池27安装在安装平台上,抛光池27内装抛光液;
[0054] 所述搅拌机构3包括电机31、阶梯轴32、搅拌叶轮33和转盘34,所述电机31固装在 电机支撑架12上,并且所述电机31的输出轴通过第二联轴器311与所述阶梯轴32的上端连 接,所述阶梯轴32的上部通过第一轴承座组件35与所述机架11转动连接,所述阶梯轴32沿 其轴向从上到下依次安装转盘34和搅拌叶轮33,转盘34与所述阶梯轴32固定,搅拌叶轮33 与阶梯轴32固接,所述转盘34沿其周向设有四个用于安装行星齿轮组件4的安装通孔;
[0055] 所述行星齿轮组件4包括太阳轮41、齿圈42、与转盘安装通孔一一对应的行星轴 43、与行星轴一一对应的行星轮44和以及与行星轴一一对应的吸盘组件45,所述太阳轮41 设有用于插入阶梯轴32的中心孔,并且所述太阳轮41与插入其内的阶梯轴32键连接,实现 太阳轮41与阶梯轴32的同步旋转;所述齿圈42的外壁通过周向均匀分布的8个螺钉与环圈 13内壁固接;所述行星轴43的上部通过第二轴承组件46安装在转盘34的安装通孔内,并且 行星轴43与转盘34转动连接;所述行星轮44的中心孔设有用于插入行星轴43的中心孔,并 且所述行星轮43与插入其内的行星轴键连接,实现行星轮与行星轴的同步旋转;所述行星 轮44的外齿轮分别与太阳轮41的外齿轮、齿圈42的内齿轮啮合,实现行星轴绕太阳轮中心 轴公转的同时,绕行星轴中心轴自转;所述行星轴43的下部安装用于吸住叶轮盖板的吸盘 组件45。
[0056] 所述吸盘组件45包括卡盘底座451、电磁铁支撑架452、吸盘电磁铁453、供电电源 454以及控制开关,所述卡盘底座451的上部与所述行星轴43的底部键连接,实现卡盘底座 451与行星轴43的周向固定,所述卡盘底座451的下部通过螺栓与所述电磁铁支撑架452的 上部固接,所述吸盘电磁铁453嵌装在所述电池铁支撑架452的底部,用于吸起叶片盖板;所 述供电电源454安装在所述电池铁支撑架452上,并且供电电源454、所述吸盘电磁铁453以 及所述控制开关通过导线串联成回路,吸盘电磁铁通电后可以吸起待加工的叶轮盖板,并 且围绕同一太阳轮上均匀分布安装4根行星轴,一个工作循环可抛光四个离心栗的叶轮盖 板,提高加工效率。
[0057] 所述第一轴承座组件35包括轴承座351、端盖352、第一轴承支座353、第一弹性挡 圈354和第一双列圆锥滚子轴承355和第一弹性挡圈356,所述轴承座351的底部通过4个周 向均匀分布的螺钉固装在所述机架11的上部,所述轴承座351的顶部同样通过4个周向均匀 分布的螺钉与所述端盖352固接;所述第一轴承支座353套在阶梯轴32的上部,并且二者螺 接,所述第一轴承支座353卡入端盖352与轴承座351的安装孔内,并且第一轴承支座353与 轴承座351、端盖352之间夹设第一双列圆锥滚子轴承355,其中第一双列圆锥滚子轴承355 的内圈与第一轴承支座353配合,外圈与轴承座351、端盖352配合,使得内圈与第一轴承支 座353同步转动,外圈保持不动;所述第一弹性挡圈354套在位于第一轴承支座353上部的阶 梯轴32上,并通过相应螺母限制其轴向移动,第一轴承支座353的两端夹在第一弹性挡圈 354和机架11之间,用于限制第一轴承支座353与阶梯轴32的轴向移动。
[0058] 所述第二轴承组件46包括第二轴承支座461和第二双列圆锥滚子轴承462,行星轴 43的上部贯穿第二轴承支座461的内螺纹孔后通过相应螺栓固定,所述第二轴承支座461的 上部设有能卡在转盘上凸的安装通孔端面上的凸肩,第二轴承支座461与转盘34的安装通 孔之间夹设第二双列圆锥滚子轴承462,其中第二双列圆锥滚子轴承462的内圈与第二轴承 支座461配合,外圈与上凸的安装通孔内壁配合,使得内圈与第二轴承支座461同步转动,夕卜 圈保持不动。
[0059] 所述转盘34通过第三轴承组件36与所述阶梯轴32转动连接,所述第三轴承组件36 包括固定支座361、第一推力球轴承362、第一深沟球轴承363和轴承盖364,所述固定支座 361位于转盘34的正下方,并且所述固定支座361与所述阶梯轴32螺接,所述固定支座361与 所述转盘34之间增设第一推力球轴承362,所述阶梯轴32穿过转盘安装通孔的部分与转盘 安装通孔之间增设第一深沟球轴承363,所述轴承盖364套在阶梯轴32外部,并且所述轴承 盖364通过4个周向均匀分布的螺钉与位于其正下方的转盘安装通孔上端面固接。
[0060] 所述剪式升降平台26包括至少一个用于沿纵向升降的十字形升降单元261和用于 安装抛光池的安装平台262,每个十字形升降单元均由两根中间相互铰接的连接杆组成,连 接杆的端部作为十字形升降单元的连接端,其中十字形升降单元261的连接端分别通过相 应铰链263与相邻的十字形升降单元的对应的连接端铰接;最底层的十字形升降单元底部 第一连接自由端通过相应铰链263与固定工作台23铰接,最底部第二连接自由端通过相应 铰链263与移动平台24的顶部铰接,最上层的十字形升降单元的顶部两连接自由端分别通 过相应铰链263铰接在一安装平台262上,安装平台上安装抛光池。
[0061] 所述太阳轮41、行星轮44以及齿圈42均水平布置,且其端面位于同一水平面上,所 述太阳轮41通过锁紧挡圈47限制其轴向的上下移动,所述锁紧挡圈47套在位于太阳轮41正 上方的阶梯轴32上,并且通过紧定螺钉471与阶梯轴32固接,所述太阳轮通过锁紧挡圈以及 其轴肩与阶梯轴进行轴向固定。
[0062] 所述阶梯轴32的下部装有用于稳定流动液体的稳定器37,并且所述稳定器37位于 所述第三轴承组件36与搅拌叶轮33之间能浸入抛光液内的部分。
[0063] 所述丝杠251通过第二圆锥滚子253水平架设在所述固定工作台23上,实现丝杠 251与固定工作台23的转动连接。
[0064] 利用实施例1所述的抛光装置对离心栗叶轮盖板进行抛光的方法,包括以下步骤:
[0065] 1)在伺服电机控制器上设置伺服电机的旋转形式以及旋转速度,使得伺服电机的 转动遵循正弦函数,伺服电机的转动是正传和反转的交替转动,伺服电机的转动角速度和 时间的关系遵循以下公式:
Figure CN108214272AD00111
[0067] ω一一伺服电机转动角速度的最大速度(单位rad/s);
[0068] t2一一伺服电机转动时间(单位s);
[0069] y--伺服电机转动的角速度(单位rad/s);
[0070] k为0,1,2或3中的任意一个整数;
[0071] a一一抛光池上升所用的时间即电机一个周期内正转的时间(单位s);
[0072] b一一抛光池下降所用的时间即电机一个周期内反转的时间(单位s)。
[0073] 2)在抛光池内装上抛光液;
[0074] 3)升降机构位于初始最低位置,开启吸盘组件的控制开关,此时吸盘电磁铁通电, 产生磁性,将待加工的叶轮盖板吸附在其底面上,4个吸盘电磁铁上各吸附一个待加工的叶 轮盖板;
[0075] 4)开启伺服电机,使得伺服电机带动升降机构上的抛光池以正弦函数波动的形式 上下运动,上下往复一次为一个周期,此时叶轮盖板始终浸没在抛光液内,非均匀的上下往 复运动使抛光液形成非稳定态的轴向流,配合行星齿轮组件自转和公转形成非稳定态的径 向流,使抛光液能够更加快速的均匀混合,使抛光更均匀、充分;
[0076] 5)启动电机,通过第一联轴器带动阶梯轴、太阳轮和转盘的转动,从而带动行星轴 的绕轴公转,行星轮通过与太阳轮的外啮合,与齿圈的内啮合,实现自转,带动待抛光的离 心栗叶轮盖板自转和公转,在抛光池的抛光液中进行抛光,搅拌叶轮的转动带动抛光液的 转动,配合升降装置使抛光更均匀细致;
[0077] 6)抛光完成后,升降机构结束上下往复运动,再次下降至最低端,吸盘电磁铁断 电,卸下抛光完的工件,换上新的待抛光工件,开始下一个工作循环。
[0078] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也包括本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1. 一种离心栗叶轮盖板抛光方法,包括以下步骤: 1) 用石蜡将叶轮盖板不需抛光的部分封装,防止抛光过程中抛光液进入叶轮盖板内 部; 2) 将叶轮盖板浸入抛光液内进行抛光,其中盛装抛光液的抛光池在伺服电机的驱动下 以正弦函数波动的方式沿纵向进行上下往复的周期运动,而叶轮盖板在绕一与其中心轴平 行的纵向轴作周向运动的同时绕其自身中心轴旋转,使得抛光液既具有非稳定态的径向流 动,又具有非稳定态的径向流动,并且在整个抛光过程中,叶轮盖板始终浸入抛光液内; 3) 经过设定时间,抛光结束后,将抛光后叶轮盖板取下,清理干净叶轮盖板表面的抛光 液和封装的石蜡即可,其中设定时间为抛光池运行一周期所需时间的整数倍。
2. 根据权利要求1所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法,其特征在于:伺服电机的转动 是正传和反转的交替转动,伺服电机的转动角速度和时间的关系遵循以下公式:
Figure CN108214272AC00021
ω 伺服电机转动角速度的最大速度,单位rad/s; t2--伺服电机转动时间,单位S ; y--伺服电机转动的角速度,单位rad/s; k为O,1,2或3中的任意一个整数; a一一抛光池上升所用的时间即电机一个周期内正转的时间,单位s; b一一抛光池下降所用的时间即电机一个周期内反转的时间,单位s; 伺服电机驱动抛光池上下运动,电机正转带动抛光池上升,反转带动抛光池下降。第一 个公式代表它正转,第二个公式是反转。两个时间合起来是一个周期。
3. 根据权利要求1所述的一种离心栗叶轮盖板抛光方法构建的抛光装置,其特征在于: 包括用于支撑的机架机构、用于提供抛光液纵向周期升降的升降机构、用于搅动抛光液的 搅拌机构以及用于带动叶轮盖板运动的行星齿轮组件,所述机架的底部安装升降机构,上 部安装搅拌机构;所述行星齿轮组件安装在所述搅拌装置与机架之间; 所述机架机构包括机架、电机支撑架和环圈,所述电机支撑架固装在所述机架的顶部, 所述环圈外圈与机架固接,并保持环圈水平; 所述升降机构包括用于产生旋转驱动力的伺服电机、用于控制伺服电机旋转形式及旋 转速度的伺服电机控制器、固定工作台、移动工作台、用于将伺服电机的旋转运动转换为移 动平台水平移动的滚珠丝杠副、用于带动移动平台沿纵向周期性升降的剪式升降平台和用 于盛放抛光液的抛光池,所述伺服电机的控制端与所述伺服电机控制器的信号输出端电 连,所述伺服电机的输电端、所述伺服电机控制器的输电端分别与外界的电源电连;所述固 定工作台固装在所述机架的底部;所述滚珠丝杠副包括用于传递旋转驱动力的丝杠和用于 沿丝杠轴向移动的螺母,所述丝杆与所述螺母螺接,所述滚珠丝杠副的丝杠水平架设在所 述固定工作台上,并且二者转动连接,所述丝杠的输入端通过第一联轴器与所述伺服电机 的输出轴相连;所述移动平台底部与所述螺母外壁固接;所述剪式升降平台的底部第一连 接自由端与固定工作台铰接,最底部第二连接自由端与移动平台的顶部铰接,剪式升降架 的顶部两连接自由端分别铰接在一安装平台上;所述抛光池安装在安装平台上,抛光池内 装抛光液; 所述搅拌机构包括电机、阶梯轴、搅拌叶轮和转盘,所述电机固装在电机支撑架上,并 且所述电机的输出轴通过第二联轴器与所述阶梯轴的上端连接,所述阶梯轴的上部通过轴 承座组件与所述机架转动连接,所述阶梯轴沿其轴向从上到下依次安装转盘和搅拌叶轮, 转盘与所述阶梯轴固接,搅拌叶轮与阶梯轴固接,所述转盘沿其周向设有多个用于安装行 星齿轮组件的安装通孔; 所述行星齿轮组件包括太阳轮、齿圈、与转盘安装通孔一一对应的行星轴、与行星轴一 一对应的行星轮和以及与行星轴一一对应的吸盘组件,所述太阳轮设有用于插入阶梯轴的 中心孔,并且所述太阳轮与插入其内的阶梯轴固接,实现太阳轮与阶梯轴的同步旋转;所述 齿圈的外壁与环圈内壁固接;所述行星轴的上部通过第二轴承组件安装在转盘的安装通孔 内,并且行星轴与转盘转动连接;所述行星轮的中心孔设有用于插入行星轴的中心孔,并且 所述行星轮与插入其内的行星轴固接,实现行星轮与行星轴的同步旋转;所述行星轮的外 齿轮分别与太阳轮的外齿轮、齿圈的内齿轮啮合,实现行星轴绕太阳轮中心轴公转的同时, 绕行星轴中心轴自转;所述行星轴的下部安装用于吸住叶轮盖板的吸盘组件。
4. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述吸盘组件包括卡盘底座、电磁铁支 撑架、吸盘电磁铁、供电电源以及控制开关,所述卡盘底座的上部与所述行星轴的底部固 接,所述卡盘底座的下部与所述电磁铁支撑架的上部固接,所述吸盘电池铁嵌装在所述电 池铁支撑架的底部,用于吸起叶片盖板;所述供电电源安装在所述电池铁支撑架上,并且供 电电源、所述吸盘电池铁以及所述控制开关通过导线串联成回路。
5. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述第一轴承组件包括轴承座、端盖、第 一轴承支座、第一弹性挡圈和第一双列圆锥滚子轴承和第一弹性挡圈,所述轴承座的底部 固装在所述机架的上部,所述轴承座的顶部与所述端盖固接;所述第一轴承支座套在阶梯 轴的上部,并且二者螺接,所述第一轴承支座卡入端盖与轴承座的安装孔内,并且第一轴承 支座与轴承座、端盖之间夹设第一双列圆锥滚子轴承,其中第一双列圆锥滚子轴承的内圈 与第一轴承支座配合,外圈与轴承座、端盖配合,使得内圈与第一轴承支座同步转动,外圈 保持不动;所述第一弹性挡圈套在位于第一轴承支座上部的阶梯轴上,并通过相应螺母限 制其轴向移动,第一轴承支座的两端夹在第一弹性挡圈和机架之间,用于限制第一轴承支 座与阶梯轴的轴向移动。
6. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述第二轴承组件包括第二轴承支座和 第二双列圆锥滚子轴承,行星轴的上部贯穿第二轴承支座的内螺纹孔后通过相应螺栓固 定,所述第二轴承支座的上部设有能卡在转盘上凸的安装通孔端面上的凸肩,第二轴承支 座与转盘的安装通孔之间夹设第二双列圆锥滚子轴承,其中第二双列圆锥滚子轴承的内圈 与第二轴承支座配合,外圈与上凸的安装通孔内壁配合,使得内圈与第二轴承支座同步转 动,外圈保持不动。
7. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述转盘通过第三轴承组件与所述阶梯 轴固接,所述第三轴承组件包括固定支座、第一推力球轴承、第二推力球轴承和轴承盖,所 述固定支座位于转盘的正下方,并且所述固定支座与所述阶梯轴螺接,所述固定支座与所 述转盘之间增设第一推力球轴承,所述阶梯轴穿过转盘安装通孔的部分与转盘安装通孔之 间增设第二推力球轴承,所述轴承盖套在阶梯轴外部,并且所述轴承盖与位于其正下方的 转盘安装通孔上端面固接。
8. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述剪式升降平台包括至少一个用于沿 纵向升降的十字形升降单元和用于安装抛光池的安装平台,每个十字形升降单元均由两根 中间相互铰接的连接杆组成,连接杆的端部作为十字形升降单元的连接端,其中十字形升 降单元的连接端分别与相邻的十字形升降单元的对应的连接端铰接;最底层的十字形升降 单元底部第一连接自由端与固定工作台铰接,最底部第二连接自由端与移动平台的顶部铰 接,最上层的十字形升降单元的顶部两连接自由端分别铰接在一安装平台上。
9. 如权利要求3所述的抛光装置,其特征在于:所述太阳轮、行星轮以及齿圈均水平布 置,所述太阳轮通过锁紧挡圈限制其轴向的上下移动,所述锁紧挡圈套在位于太阳轮正上 方的阶梯轴上,并且通过紧定螺钉与阶梯轴固接。
10. 如权利要求3或9所述的抛光装置,其特征在于:所述阶梯轴的下部装有用于稳定流 动液体的稳定器,并且所述稳定器位于所述吸盘组件与叶轮之间能浸入抛光液内的部分。
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