CN109277837A - 一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。使用时，通过滑梁的横向移动，可以对需要加工的基座面板进行整体铣削精，提高加工质量和效率，满足大型设备安装精度要求。

Description

一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置及使用 方法
技术领域
本发明涉及船舶设备加工的技术领域，具体地说是一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置及使用方法。
背景技术
船用大型燃气机组、液压机组等设备以及大型武备等一般均通过大型船体基座进行安装，受船舶甲板平整度影响，加上这些设备对基座安装面的整体平面度要求很高，基座在船上通过焊接工艺控制无法保证平面度要求。
因此，目前常规做法是采用人工对基座面的每块焊接垫块进行手工拂磨，现场配装。然而，对于长达数十米的基座，上面往往有几十块焊接垫块，手工拂磨作业强度大、加工效率低、精度难保证，影响设备安装周期和质量。
市面上急需要一种船上大型设备基座面板现场精加工装置，可以针对精度要求较高的船上大型设备基座面板进行加工，并且通过铣削实施整体精加工，可有效提高加工质量和效率，满足大型设备安装精度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置及使用方法，是一种可以现场加工大型基座面板的加工装置，同时加工精度和效率都很高。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。
优选的，横梁上的轨道组件包括横向丝杆和与之配合的横向导轨，横向丝杆的两端通过横向轴承座与横梁固定连接，横向丝杆的一端连接有一横向带轮，横向带轮上设有与之配套的横向同步带。
进一步，滑梁上设有可沿滑梁纵向移动的滑台，滑台上设有动力单元组件，所述的设在动力单元组件下方加工头为销铣加工头，纵向驱动装置包括纵向丝杠和与之配合的纵向导轨，滑台设置于纵向导轨上，纵向丝杠通过两个纵向轴承座与滑梁相连，纵向丝杠的一侧设有纵向带轮，纵向带轮上连接有纵向同步带，纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。
进一步，每根横梁下方设置三个水平调整装置，其中横梁的两端各设一个，用以调整横梁的水平度，横梁的中间部分设置一个，用以支撑横梁；水平调整装置包括底板，底板上设有调整垫铁和设在调整垫铁上方的连接架。
进一步，每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定。
更进一步，横向驱动装置包括斜齿轮减速电机和压紧轮机构，在横向带轮的两侧分别设有一压紧轮机构，压紧轮机构包括驱动轴和与驱动轴相连的压紧轮，压紧轮与横向同步带相贴合，驱动轴与斜齿轮减速电机的输出轴相连。
一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：a、将组装完成的现场精加工装置吊装至待加工基座面板上，并确定一组横梁的位置；b、采用横梁下方的磁铁快速吸附待加工基座面板，实现整个现场精加工装置的定位；c、通过调整横梁下方的水平调整装置，实现整个装置与待加工基座面板之间的调平，然后检验是否调平合格；d、采用滑梁的移动来实现对待加工基座面板的加工过程，然后根据待加工基座面板的大小，移动现场精加工装置对待加工基座面板进行分步加工，直至完成整个待加工基座面板的加工作用。
相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
1、本发明所述的改进方案，精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动和纵向移动的动力单元组件，动力单元组件的下方设有加工头，通过滑梁的横向移动，使得加工头可以停留在框架结构内的任意位置，可以对需要加工的基座面板进行整体铣削精加工，效提高加工质量和效率，满足大型设备安装精度要求；
2、本发明的技术方案的中，横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置，同时，每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定，这就保证了横梁可以固定在待加工基座面板的任意位置，为后续的加工提供了极大的便捷，同时拆装方法，随时停留，随时拆卸，不会对待加工基座面板的表面造成任何定位损伤；
3、本发明的技术方案汇中，纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动，这种通过纵、横梁配合，滑梁来到达加工位置的方法，精确度高，定位准确，避免了手工操作时的费时费力，提高了工作效率；
4、本发明结构装配容易，适于运输和现场安装，同时使用效果好，定位准确，加工精度高，易于推广和应用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的滑梁结构示意图。
图3为本发明的横梁结构示意图。
图4为本发明的横梁轴承座结构示意图。
图5为本发明的滑梁与纵向驱动装置的局部配合示意图。
图6为本发明的横向驱动装置的结构示意图。
图7为本发明的水平调整装置结构示意图。
附图标记：
1横梁、2纵梁、3动力单元组件、4滑梁、6纵向驱动装置、7横向驱动装置、8水平调整装置、9磁铁；
11横向导轨、12横向丝杠、13横向带轮、14横向轴承、15横向轴承座；
31电机、32连接法兰、33滑台；
41纵向丝杠、42纵向导轨、43纵向同步带、44纵向带轮、45纵向轴承、46纵向轴承座；
71斜齿轮减速电机、72横向同步带、73压紧轮机构；
81、连接架、82调整垫铁、83底板、84横向调节螺栓、85纵向调节螺栓。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，具体参见图1，其与现有技术的区别在于：精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。这里的动力组件采用电机，电机通过连接法兰与滑梁相配合。
具体来说，一组横梁和一组纵梁装配后形成方形或者长方形的框架结构，优选的，为了保证整个精加工装置的稳定性，又因为与待加工基座面板的固定端设置在横梁上，因此横梁的长度大于纵梁的长度，纵、横梁长度之比达到1:1.3--2。横梁采用铸件，铸件性能好，便于切削加工，减震性及耐磨性好，缺口敏感性低，具有很好的热处理性能等，横梁是丝杠轴承座和导轨的安装基础。纵梁组件同样采用铸件，分别通过螺栓与横梁组件相连，组成该装置的整体式框架；采用螺栓连接，方便维修保养。
进一步，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，通过滑梁的横向移动，使得加工头可以可以停留在框架结构内的任意位置，可以对需要加工的基座面板进行整体铣削精加工，效提高加工质量和效率，满足大型设备安装精度要求。
在一个实施例中，一组横梁和一组纵梁装配而成长方形的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁。纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。
具体来说，横梁上的轨道组件包括横向丝杆和与之配合的横向导轨，横向丝杆的两端通过横向轴承座与横梁固定连接，横向丝杆的一端连接有一横向带轮，横向带轮上设有与之配套的横向同步带。
每根横梁下方设置三个水平调整装置，其中横梁的两端各设一个，用以调整横梁的水平度，横梁的中间部分设置一个，用以支撑横梁；水平调整装置包括底板，底板上设有调整垫铁和设在调整垫铁上方的连接架。底板是一个倾斜板，倾斜角度为5-10度，底板与调整铁垫之间通过螺栓固定连接，调整铁垫为两节式结构，分别是上方的纵向调节铁垫和下方的横向调节铁块，调整铁垫设置于一个安装槽内，安装槽的一侧设有一横向调节螺栓，横向调节螺栓的一端设在安装槽外部，横向调节螺栓的另一端与横向调节铁块相连通，通过旋转横向调节螺栓，可以调节横向调节铁块的横向位移以及整体水平调整装置的高度；连接架与纵向调节铁垫之间通过一纵向调节螺栓相连，纵向调节螺栓的一端设置在纵向调节铁垫的上方，通过旋转纵向调节螺栓，可以调整整个调整铁垫的高度，从而达到调整水平高低的作用，而且由于是双轴调整，因此精度可以达到比较高的要求。
同时，每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，一旦在待加工的基座面板上确定需要安装横梁的位置，就可吸附相应的磁铁，通过磁铁与水平调整装置进行固定安装，从而使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定。
在另一个实施例中，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动。滑梁采用铸件，是纵向驱动装置的安装基础；滑梁可横向移动，滑台在纵向动力的驱动下可沿滑梁纵向移动，安装在滑台上的动力单元组件便可实现横、纵向的平移。纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。这里滑台是用于连接动力单元组件和滑梁的，通过滑台的移动来带动动力单元组件的移动，四滑块设置在滑台与滑梁之间，通过四滑块使得滑台能够实现纵向移动。
具体来说，滑梁上设有可沿滑梁纵向移动的滑台，滑台上设有动力单元组件，所述的设在动力单元组件下方加工头为销铣加工头，纵向驱动装置包括纵向丝杠和与之配合的纵向导轨，滑台设置于纵向导轨上，纵向丝杠通过两个纵向轴承座与滑梁相连，纵向丝杠的一侧设有纵向带轮，纵向带轮上连接有纵向同步带，纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。
进一步，滑梁上设有一根纵向丝杠和两根上、下对称的纵向导轨，使得滑台的设置更为稳固，滑台一侧安装动力单元组件一侧安装螺母和四滑块，实现动力单元组件的纵向移动，所述的四滑块安装在滑台上，同时与滑梁连接，可以通过滑块移动进而带动滑台移动。动力单元组件可沿着滑梁进行垂直运动和沿着滑梁的纵向移动，通过滑梁的横向运动便可实现铣刀横向、纵向和垂直三个方向运动，从而完成设备基座面板的精加工。
横向驱动装置包括斜齿轮减速电机和压紧轮机构，在横向带轮的两侧分别设有一压紧轮机构，压紧轮机构包括驱动轴和与驱动轴相连的压紧轮，压紧轮与横向同步带相贴合，驱动轴与斜齿轮减速电机的输出轴相连。采用斜齿轮减速电机通过同步带驱动双丝杆，同时在每根横梁上分别安装一个丝杆和导轨，在滑梁两端部分别安装滑块，以实现滑梁的横向移动。
在一个使用方法实施例中，一般包括如下步骤：
（1）通过起吊机将组装好的整套装置吊运至甲板面，并确定装置两横梁跨于待加工基座面板之上；
（2）采用安装磁块快速吸附甲板面，实现装置定位；
（3）通过调整横梁下方的水平调整装置实现装置的调平；
（4）待装置调平检验合格后，方可进行基座面板销铣加工；
（5）根据基座大小，同过移动平台，可实现基座分步加工。
具体来说，包括如下步骤：a、将组装完成的现场精加工装置吊装至待加工基座面板上，并确定一组横梁的位置；b、采用横梁下方的磁铁快速吸附待加工基座面板，实现整个现场精加工装置的定位；c、通过调整横梁下方的水平调整装置，实现整个装置与待加工基座面板之间的调平，然后检验是否调平合格；d、采用滑梁的移动来实现对待加工基座面板的加工过程，然后根据待加工基座面板的大小，移动现场精加工装置对待加工基座面板进行分步加工，直至完成整个待加工基座面板的加工作用。a步骤中，现场精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。
优选的，c步骤中，每根横梁下方设置三个水平调整装置，其中横梁的两端各设一个，用以调整横梁的水平度，横梁的中间部分设置一个，用以支撑横梁；水平调整装置包括底板，底板上设有调整垫铁和设在调整垫铁上方的连接架；每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定。d步骤中，滑梁上设有可沿滑梁纵向移动的滑台，滑台上设有动力单元组件，所述的设在动力单元组件下方加工头为销铣加工头，纵向驱动装置包括纵向丝杠和与之配合的纵向导轨，滑台设置于纵向导轨上，纵向丝杠通过两个纵向轴承座与滑梁相连，纵向丝杠的一侧设有纵向带轮，纵向带轮上连接有纵向同步带，纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。
使用时，电控系统通过控制三个电机的转速特性来控制铣头进给状态、方向和速度。通过电控系统设定变频调速范围24～60Hz，纵、横向进给速度100～150mm/min，铣头转速范围110～220rpm。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。
2.根据权利要求1所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：横梁上的轨道组件包括横向丝杆和与之配合的横向导轨，横向丝杆的两端通过横向轴承座与横梁固定连接，横向丝杆的一端连接有一横向带轮，横向带轮上设有与之配套的横向同步带。
3.根据权利要求1所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：滑梁上设有可沿滑梁纵向移动的滑台，滑台上设有动力单元组件，所述的设在动力单元组件下方加工头为销铣加工头，纵向驱动装置包括纵向丝杠和与之配合的纵向导轨，滑台设置于纵向导轨上，纵向丝杠通过两个纵向轴承座与滑梁相连，纵向丝杠的一侧设有纵向带轮，纵向带轮上连接有纵向同步带，纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。
4.根据权利要求1所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：每根横梁下方设置三个水平调整装置，其中横梁的两端各设一个，用以调整横梁的水平度，横梁的中间部分设置一个，用以支撑横梁；水平调整装置包括底板，底板上设有调整垫铁和设在调整垫铁上方的连接架。
5.根据权利要求4所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定。
6.根据权利要求2所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置，其特征在于：横向驱动装置包括斜齿轮减速电机和压紧轮机构，在横向带轮的两侧分别设有一压紧轮机构，压紧轮机构包括驱动轴和与驱动轴相连的压紧轮，压紧轮与横向同步带相贴合，驱动轴与斜齿轮减速电机的输出轴相连。
7.根据权利要求1所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：a、将组装完成的现场精加工装置吊装至待加工基座面板上，并确定一组横梁的位置；b、采用横梁下方的磁铁快速吸附待加工基座面板，实现整个现场精加工装置的定位；c、通过调整横梁下方的水平调整装置，实现整个装置与待加工基座面板之间的调平，然后检验是否调平合格；d、采用滑梁的移动来实现对待加工基座面板的加工过程，然后根据待加工基座面板的大小，移动现场精加工装置对待加工基座面板进行分步加工，直至完成整个待加工基座面板的加工作用。
8.根据权利要求7所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置的使用方法，其特征在于：a步骤中，现场精加工装置包括由一组横梁和一组纵梁装配而成的框架结构，框架结构上设有可滑动的滑梁，滑梁上设有可上下垂直运动的动力单元组件和与动力单元组件配合的纵向驱动装置，动力单元组件的下方设有加工头，纵向驱动装置用以驱动动力单元组件进行纵向移动；横梁下方设有水平调整装置，用以调整两根横梁之间的水平位置；纵梁上设有横向驱动装置，横梁上设有与之配合的轨道组件，滑梁的两端设有与轨道组件配合的滑块，在横向驱动装置的作用下，使得滑梁可以沿着横梁进行横向滑动。
9.根据权利要求7所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置的使用方法，其特征在于：c步骤中，每根横梁下方设置三个水平调整装置，其中横梁的两端各设一个，用以调整横梁的水平度，横梁的中间部分设置一个，用以支撑横梁；水平调整装置包括底板，底板上设有调整垫铁和设在调整垫铁上方的连接架；每个水平调整装置下方均安装有对应的磁铁，使得整个横梁能够吸附于基座面板上并固定。
10.根据权利要求7所述的一种用于船上大型设备基座面板的现场精加工装置的使用方法，其特征在于：d步骤中，滑梁上设有可沿滑梁纵向移动的滑台，滑台上设有动力单元组件，所述的设在动力单元组件下方加工头为销铣加工头，纵向驱动装置包括纵向丝杠和与之配合的纵向导轨，滑台设置于纵向导轨上，纵向丝杠通过两个纵向轴承座与滑梁相连，纵向丝杠的一侧设有纵向带轮，纵向带轮上连接有纵向同步带，纵向驱动装置还包括同轴式减速电机，同轴式减速电机通过纵向同步带轮驱动丝杠转动，使得滑台沿着纵向导轨移动。
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