CN108581591A - 顶升旋转精确分度装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顶升旋转精确分度装置。油缸上升，导座上移，将大型转子支架立筋及磁轭举起并脱离支撑架支撑面至所要求高度，使大型转子支架立筋及磁轭重量作用于轴承支撑上；转动顶升旋转精确分度装置，旋转编码器记下工作台转角读数；油缸下降，导座下移，将大型转子支架立筋及磁轭重新放置在支撑架支撑面上并脱离轴承支撑，完成大型转子支架立筋及磁轭转角分度。本发明具有结构简单、承载能力大、通用性强、转角精度高、可移动、成本低，可代替大吨位数控静压旋转工作台，完成大型工件精确转角。

Description

顶升旋转精确分度装置
技术领域：
本发明涉及一种顶升旋转精确分度装置。
背景技术：
水轮发电机转子支架立筋及磁轭加工是指加工转子支架上与磁轭联接的所有圆周均布的主力筋端面、凹槽和磁轭上与磁极联结的所有圆周均布的轴向T型槽。目前国内通常采用的方法是将转子支架立筋及磁轭放置在数控静压回转工作台上找正固定，通过其精确的分度，将大型转子支架立筋及磁轭待加工面转至所要求角度精度的加工位置，然后用大型落地数控镗铣床对其进行加工。对于大型水轮发电机转子支架立筋及磁轭加工，加工尺寸大(加工部位距中心尺寸最大已超过6米)，大型转子支架立筋及磁轭重(近500吨)，这类大型水电机组由于受地质条件、环境等因数的影响，国内外项目少、竞争激烈，若采用传统大型落地数控镗铣床加工,需配有相应的可精确分度的数控静压回转工作台，制造成本高，占用厂房空间大，设备利用率低。
发明内容：
本发明的目的是提供一种结构简单、通用性强、转角精度高、可靠性高、可移动、使用灵活、低成本和易操作的顶升旋转精确分度装置。本发明的目的是通过以下技术方案实现：底座(2)安装在基础平台(1)上，立柱(3)安装在底座(2)上，缸体(4)安装在底座(2)上，导座(7)底平面与活塞(5)上端面接触，三个轴瓦(6)竖直方向均布安装在立柱(3)上端内孔圆周面上，导座(7)外圆与三个轴瓦(6)内孔间隙配合，双圆柱滚子轴承(12)安装在导座(7)底部孔内，推力调心滚子轴承(8)位于导座(7)内孔底部端面上，中心回转体(9)的上轴径与推力调心滚子轴承(8)内孔配合，中心回转体(9)的下轴径与双圆柱滚子轴承(12)内孔配合，中心回转体(9)上轴径端面靠在推力调心滚子轴承(8)上端面，中心回转体(9)下轴径凸台面靠在双圆柱滚子轴承(12)内圈上端面上，挡圈(11)安装在中心回转体(9)下端面上，双圆柱滚子轴承(12)内圈下端面靠在挡圈(11)上端面上，导向键(13)固定在立柱(3)内孔上端轴向键槽中，导座(7)外径轴向导向槽与导向键(13)滑动配合，过渡支撑法兰(10)安装在中心回转体(9)上端面上，六个等高垫(14)圆周均布安装在支撑架(15)上端面上，支撑架(15)安装在基础平台(1)上，固定架(16)安装在缸体(4)上，第一密封圈(17)安装在缸体(4)上，第二密封圈(18)和法兰(19)安装在活塞(5)上，防尘圈(20)安装在法兰(19)上，过渡接长轴(21)安装在固定架(16)上，支座(22)安装在过渡接长轴(21)上，旋转编码器(23)安装在支座(22)上，过渡接头(24)一端与旋转编码器(23)内孔配合,另一端与滚动花键轴(25)联接，滚动花键套(28)安装在支撑座(27)上，支撑座(27)安装在支撑环板(26)上,支撑环板(26)安装在中心回转体(9)上，大型转子支架立筋及磁轭放置在六个等高垫(14)上,大型转子支架内孔与过渡支撑法兰(10)轴径同心。
工作原理：
当缸体4下腔注入压力油后，活塞5向上移动，推动导座7沿三个轴瓦6的滑动配合面在导向键13的导向下向上移动，带动过渡支撑法兰10向上移动,将大型转子支架立筋及磁轭举起脱离六个等高垫14的支撑面，此时大型转子支架立筋及磁轭的重量作用于推力调心滚子轴承8上，在外力矩作用下,大型转子支架立筋及磁轭绕中心回转体9转动，带动滚动花键套28转动，滚动花键套28带动滚动花键轴25转动，从而带动旋转编码器23转动，实现旋转编码器23对大型水轮发电机转子支架立筋及磁轭转角精确显示，直至将大型转子支架立筋及磁轭转至所要求的角度；当缸体4上腔注入压力油后，活塞5向下移动，导座7在载荷的作用下沿三个轴瓦6的滑动配合面在导向键13的导向下向下移动，带动过渡支撑法兰10向下移动,重新将经转角后的大型转子支架立筋及磁轭精确放置在六个等高垫14的支撑面上，活塞退回到最低点，过渡支撑法兰10支撑面与大型转子支架立筋及磁轭接触面分离，至此一次大型转子支架立筋及磁轭转动分度过程完成。
本发明的效果主要有：
1、大型转子支架立筋及磁轭支撑架放置在基础平台上，采用压板与基础平台把合固定,立柱与底座采用螺栓把和结构，底座放置在支撑架孔内的基础平台上，底座采用梯形螺栓和螺母与基础平台把合固定。这种结构的顶升旋转精确分度装置拆装搬运灵活，可安装在各类无旋转工作台的大型加工设备基础平台上，作为各种大型加工设备的顶升旋转精确分度装置。
2、缸体放入立柱孔内与底座把合在一起，立柱内孔圆周均布安装有三个轴瓦，与导座外圆滑动配合，活塞上端面作用于导座底平面上，当导座在活塞作用下向上移动或在负载作用下向下移动时，由于轴瓦对导座的径向约束，活塞仅承受轴向力作用，径向力由轴瓦承受。这种结构保证了活塞仅在轴向受力状态下工作。
3、采用导座作为轴承支承座，导座内孔与中心回转体外径上端采用推力调心滚子轴承回转支撑结构，下端采用双圆柱滚子轴承回转支撑结构，导座外圆与立柱内孔采用轴瓦滑动配合导向键导向,在导座承载状态下，顶升旋转精确分度装置所受轴向负荷通过中心回转体作用于推力调心滚子轴承上，依次经导座、活塞、缸体、底座，最终作用于基础平台上,顶升旋转精确分度装置所受径向负荷通过中心回转体作用于双圆柱滚子轴承上，依次经导座、立柱、底座，最终作用于基础平台上。这种结构的顶升旋转精确分度装置不但能承受轴向负荷，同时也能承受径向负荷。
4、中心回转体通过推力调心滚子轴承和双圆柱滚子轴承，可绕导座转动，导座外圆与立柱内孔采用轴瓦滑动配合导向键导向，过渡支撑法兰与中心回转体的联接采用端面把合、止口定位，过渡支撑法兰与大型转子支架立筋及磁轭连接采用轴孔滑动配合端面支撑。这种结构有效克服了由于顶升旋转精确分度装置起降和转动大型转子支架立筋及磁轭时机械结构造成的位置误差。
5、旋转编码器安装在支座上，支座与过渡接长轴联接，过渡接长轴与固定架联接，固定架与缸体联接，旋转编码器输出轴采用过渡接头，过渡接头一端与旋转编码器内孔配合固定,另一端与滚动花键轴内孔配合固定,滚动花键套安装在支撑座上，支撑座安装在支撑环板上,支撑环板安装在中心回转体上。上述联接除过渡接头与滚动花键轴内孔配合顶丝固定外均采用同轴安装、端面螺栓把合、柱销和轴孔定位，有效克服了机械结构造成的旋转编码器转角误差，实现了旋转编码器内置安装。
6、支撑环板作为中心回转体与旋转编码器之间的运动过渡连接部件，是通过支撑环板与中心回转体、支撑环板与支撑座、支撑座与滚动花键套、滚动花键套与滚动花键轴、滚动花键轴与过渡接头和过渡接头与旋转编码器联接固定将二者的运动相关联；固定架作为旋转编码器与缸体之间的过渡连接部件，是通过固定架与缸体、固定架与过渡接长轴、过渡接长轴与支座、支座与旋转编码器联接固定将二者刚性联接且固定架外圆与活塞内孔采用滑动配合和密封圈封油。这种结构，当活塞升降时带动导座、推力调心滚子轴承、中心回转体、支撑环板、支撑座、滚动花键套同步升降，滚动花键套沿滚动花键轴上下移动，实现了中心回转体的升降运动与旋转编码器的分离，而大型转子支架立筋及磁轭升起后的转动依次通过过渡支撑法兰、中心回转体、支撑环板、支撑座、滚动花键套、滚动花键轴和过渡接头带动旋转编码器同步转动，实现了大型转子支架立筋及磁轭转角的精确分度。
7、六个等高垫圆周均布安装在支撑架上端面上，用于支撑大型转子支架立筋及磁轭，可保证大型转子支架立筋及磁轭的支撑面等高。等高垫与转子支架采用螺栓把合固定，便于拆装，可根据大型转子支架立筋及磁轭支撑面的直径范围，调整安装位置，可适应不同规格大型转子支架立筋及磁轭的支撑直径要求。
8、采用过渡支撑法兰作为大型转子支架立筋及磁轭与顶升旋转精确分度装置之间的可更换连接部件，过渡支撑法兰下端与中心回转体采用端面螺栓把合联接止口定心，上端面作用于大型转子支架立筋及磁轭内孔端面上并与大型转子支架立筋及磁轭内孔滑动配合，有效保证了大型转子支架立筋及磁轭升降和转角分度后与过渡法兰轴径同心，并可通过更换过渡支撑法兰满足不同规格大型转子支架立筋及磁轭的加工需求。
9、目前国内大型水轮发电机转子支架立筋及磁轭转角分度加工通常在配有静压数控回转工作台的重型落地数控镗铣床上完成，对于重量超过200吨的大型水轮发电机转子支架立筋及磁轭加工，若配备满足负荷的静压数控回转工作台，需花费数百万人民币。该顶升旋转精确分度装置承载能力为600吨，与承载能力相当的静压数控回转工作台比较，具有结构简单、成本低、可移动、使用灵活的特点。
附图说明：
图1为顶升旋转精确分度装置结构主视图。
图2为顶升旋转精确分度装置结构俯视图。
图3为顶升旋转精确分度装置结构主视图中“I”放大图。
具体实施方式：
如图1所示，一种顶升旋转精确分度装置是由基础平台1、底座2、立柱3、缸体4、活塞5、三个轴瓦6、导座7、推力调心滚子轴承8、中心回转体9、过渡支撑法兰10、挡圈11、双圆柱滚子轴承12、导向键13、六个等高垫14、支撑架15、固定架16、第一密封圈17、第二密封圈18、法兰19、防尘圈20、过渡接长轴21、支座22、旋转编码器23、过渡接头24、滚动花键轴25、支撑环板26、支撑座27、滚动花键套28等主要部件组成。底座2安装在基础平台1上，立柱3安装在底座2上，缸体4安装在底座2上，导座7底平面与活塞5上端面接触，三个轴瓦6竖直方向均布安装在立柱3上端内孔圆周面上，导座7外圆与三个轴瓦6内孔间隙配合，双圆柱滚子轴承12安装在导座7底部孔内，推力调心滚子轴承8位于导座7内孔底部端面上，中心回转体9的上轴径与推力调心滚子轴承8内孔配合，中心回转体9的下轴径与双圆柱滚子轴承12内孔配合，中心回转体9上轴径端面靠在推力调心滚子轴承8上端面，中心回转体9下轴径凸台面靠在双圆柱滚子轴承12内圈上端面上，挡圈11安装在中心回转体9下端面上，双圆柱滚子轴承12内圈下端面靠在挡圈11上端面上，导向键13固定在立柱3内孔上端轴向键槽中，导座7外径轴向导向槽与导向键13滑动配合，过渡支撑法兰10的下端面安装在中心回转体9上端面上，与中心回转体9采用端面螺栓把合联接止口定心，过渡支撑法兰10的上端面作用于大型转子支架立筋及磁轭内孔端面上并与大型转子支架立筋及磁轭内孔滑动配合，保证大型转子支架立筋及磁轭内孔与过渡支撑法兰10轴径同心,过渡支撑法兰下端与中心回转体采用端面螺栓把合联接止口定心，支撑架15安装在基础平台1上。
如图2所示，六个等高垫14圆周均布安装在支撑架15上端面上，大型转子支架立筋及磁轭放置在六个等高垫14上。
如图3所示，固定架16安装在缸体4上，第一密封圈17安装在缸体4上，第二密封圈18和法兰19安装在活塞5上，防尘圈20安装在法兰19上，过渡接长轴21安装在固定架16上，支座22安装在过渡接长轴21上，旋转编码器23安装在支座22上，过渡接头24一端与旋转编码器23内孔配合,另一端与和滚动花键轴25联接，滚动花键套28安装在支撑座27上，支撑座27安装在支撑环板26上，支撑环板26安装在中心回转体9上。
当缸体4下腔注入压力油后，活塞5向上移动，推动导座7沿三个轴瓦6的滑动配合面在导向键13的导向下向上移动，带动过渡支撑法兰10向上移动,将大型转子支架立筋及磁轭举起脱离六个等高垫14的支撑面，此时大型转子支架立筋及磁轭的重量作用于推力调心滚子轴承8上，在外力矩作用下,大型转子支架立筋及磁轭绕中心回转体9转动，带动滚动花键套28转动，滚动花键套28带动滚动花键轴25转动，从而带动旋转编码器23转动，实现旋转编码器23对大型水轮发电机转子支架立筋及磁轭转角精确显示，直至将大型转子支架立筋及磁轭转至所要求的角度；当缸体4上腔注入压力油后，活塞5向下移动，导座7在载荷的作用下沿三个轴瓦6的滑动配合面在导向键13的导向下向下移动，带动过渡支撑法兰10向下移动,重新将经转角后的大型转子支架立筋及磁轭精确放置在六个等高垫14的支撑面上，活塞退回到最低点，过渡支撑法兰10支撑面与大型转子支架立筋及磁轭接触面分离，至此一次大型转子支架立筋及磁轭转动分度过程完成。

Claims (2)

1.一种顶升旋转精确分度装置，其特征是：底座(2)安装在基础平台(1)上，立柱(3)安装在底座(2)上，缸体(4)安装在底座(2)上，导座(7)底平面与活塞(5)上端面接触，三个轴瓦(6)竖直方向均布安装在立柱(3)上端内孔圆周面上，导座(7)外圆与三个轴瓦(6)内孔间隙配合，双圆柱滚子轴承(12)安装在导座(7)底部孔内，推力调心滚子轴承(8)位于导座(7)内孔底部端面上，中心回转体(9)的上轴径与推力调心滚子轴承(8)内孔配合，中心回转体(9)的下轴径与双圆柱滚子轴承(12)内孔配合，中心回转体(9)上轴径端面靠在推力调心滚子轴承(8)上端面，中心回转体(9)下轴径凸台面靠在双圆柱滚子轴承(12)内圈上端面上，挡圈(11)安装在中心回转体(9)下端面上，双圆柱滚子轴承(12)内圈下端面靠在挡圈(11)上端面上，导向键(13)固定在立柱(3)内孔上端轴向键槽中，导座(7)外径轴向导向槽与导向键(13)滑动配合，过渡支撑法兰(10)安装在中心回转体(9)上端面上，六个等高垫(14)圆周均布安装在支撑架(15)上端面上，支撑架(15)安装在基础平台(1)上，固定架(16)安装在缸体(4)上，第一密封圈(17)安装在缸体(4)上，第二密封圈(18)和法兰(19)安装在活塞(5)上，防尘圈(20)安装在法兰(19)上，过渡接长轴(21)安装在固定架(16)上，支座(22)安装在过渡接长轴(21)上，旋转编码器(23)安装在支座(22)上，过渡接头(24)一端与旋转编码器(23)内孔配合,另一端与滚动花键轴(25)联接，滚动花键套(28)安装在支撑座(27)上，支撑座(27)安装在支撑环板(26)上。
2.根据权利要求1所述的一种顶升旋转精确分度装置，其特征是：支撑环板(26)安装在中心回转体(9)上，固定架(16)安装在缸体(4)上，大型转子支架立筋及磁轭放置在六个等高垫(14)上,大型转子支架立筋及磁轭内孔与过渡支撑法兰(10)轴径同心。
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