用于大直径轴安装的装置
技术领域
本发明涉及一种轴的安装工装,特别涉及一种用于直径在100mm~210mm,轴长1500mm~5500mm,总质量不超过1000Kg,装配高度不超过2500mm的大直径轴安装工装,属于钳工装配技术领域。
背景技术
在机械设备或部件的装配中,轴和孔的装配是最常见的。在小型设备或小型零部件的轴与孔的装配中,钳工徒手就能直接安装重量较轻的小直径轴。对直径100mm以上的大直径轴与安装孔的装配,通常采用吊具辅助安装。如大型船用柴油机的凸轮轴系装配时就采用行车吊装装配,需要行车的主吊钩与副吊钩配合,还要挂上起重葫芦来调节凸轮轴的位置和水平度,需多人配合才能完成,不仅严重影响装配效率,还存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的提供一种用于大直径轴安装的装置,提高装配效率和装配的安全性,减轻劳动强度。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
一种用于大直径轴安装的装置,包括下部的剪叉式升降平台、上部的装载支架、大直径轴纵移机构、大直径轴横移机构、大直径轴水平度调节机构和装载支架转动机构,所述装载支架为矩形钢管焊接结构件,包括多个呈V形且垂直间隔固定在底部框架上的横框,所述横框之间分别倾斜设置了支撑辊,大直径轴下部抵靠在支撑辊上;大直径轴纵移机构设置在装载支架的下侧,大直径轴横移机构和大直径轴水平度调节机构分别设置在底部框架和底部框架下侧的下支撑平台之间,装载支架转动机构设置在下支撑平台和位于下支撑平台下侧的剪叉式升降平台的上平板上。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
进一步的,所述横框包括对称固定在底部框架上的的一对直角三角形框,所述一对直角三角形框的斜边构成V形,垂直间隔设置的直角三角形框的斜边上下端之间分别通过上水平杆和下水平杆固定连接成框架;多根间隔设置的支撑辊两端分别固定在对应的上水平杆和下水平杆上,大直径轴下部抵靠在亦成V形排列的支撑辊上。
进一步的,所述大直径轴纵移机构包括纵移机构手轮、纵向丝杆、推料块、圆锥齿轮轴和一对啮合的圆锥齿轮副,圆锥齿轮轴横置在底部框架的一端下侧,圆锥齿轮轴两端分别通过对应的轴承座支撑在底部框架下,第一圆锥齿轮固定在圆锥齿轮轴一端上,第二圆锥齿轮固定在纵向丝杆一端端头上,纵向丝杆两端分别通过对应的轴承座支撑在底部框架的纵向中心下侧;呈倒L形的推料块下端与纵向丝杆通过螺纹活动连接,推料块上端位于大直径轴的端头外侧,垂直设置的纵移机构手轮与圆锥齿轮轴一端端头固定连接;推料块中部两侧分别抵靠在位于底部框架纵向中心的导轨中。所述导轨为一对立面相对的角钢,推料块中部两侧分别抵靠在一对角钢的立面上。
进一步的,所述大直径轴横移机构包括横移机构手轮、横向丝杆、横移螺母、横向丝杆支撑座,以及成对设置的导向杆、导向杆上支撑座和导向杆下支撑座,横向丝杆支撑座垂直固定在下支撑平台的中部外侧,横向丝杆一端穿出横向丝杆支撑座上端,并通过挡圈轴向定位在横向丝杆支撑座上端;横移机构手轮垂直固定在横向丝杆的一端端头上,横向丝杆的另一端旋入横移螺母中,横移螺母固定在底部框架纵向下侧面的中部上;导向杆上支撑座上端分别固定在底部框架纵向两侧的中部下,导向杆下支撑座分别固定在下支撑平台的中部两侧上,导向杆一端分别固定在对应的导向杆下支撑座上端,一根导向杆另一端固定在横向丝杆支撑座的中部,另一根导向杆另一端固定有限位挡圈;底部框架及其上部的装载支架和承载的大直径轴依次通过底部框架中部两侧的导向杆上支撑座、导向杆中部和导向杆下支撑座支撑在下支撑平台的中部两侧上。底部框架中部分别与沿底部框架纵向间隔设置的数个H型框架上端固定连接,H型框架下端分别通过框架滚轮支撑在下支撑平台的中部上。
进一步的,所述大直径轴水平度调节机构包括水平度调节手轮、垂直丝杆、垂直丝杆螺母、第一U形板和第二U形板,以及成对设置的上垂直支撑块和下垂直支撑块,垂直丝杆上端旋入垂直丝杆螺母中,垂直丝杆螺母两侧分别延伸出水平支撑轴,所述水平支撑轴两端分别支撑在垂直丝杆螺母支撑块中,垂直丝杆螺母支撑块分别固定在下支撑平台的一端上;垂直丝杆上端端头与第一U形板中部铰接,水平度调节手轮水平固定在垂直丝杆下端端头上;第一U形板两侧分别与垂直固定在底部框架一端下侧的上垂直支撑块铰接;第二U形板两侧分别与垂直固定在下支撑平台另一端下侧的下垂直支撑块铰接。
进一步的,所述大直径轴水平度调节机构包括水平度调节手轮、垂直丝杆、垂直丝杆螺母、第一U形板和第二U形板,以及成对设置的上垂直支撑块和下垂直支撑块,垂直丝杆上端旋入垂直丝杆螺母中,垂直丝杆螺母两侧分别延伸出水平支撑轴,所述水平支撑轴两端分别支撑在垂直丝杆螺母支撑块中,垂直丝杆螺母支撑块分别固定在下支撑平台的一端上;垂直丝杆上端端头与第一U形板中部铰接,水平度调节手轮水平固定在垂直丝杆下端端头上;第一U形板两侧分别与垂直固定在底部框架一端下侧的上垂直支撑块铰接;第二U形板两侧分别与垂直固定在下支撑平台另一端下侧的下垂直支撑块铰接。
进一步的,所述装载支架转动机构包括设置在下支撑平台与剪叉式升降平台的上平板之间的驱动机构和支撑机构,所述驱动机构设置在剪叉式升降平台的上平板一端上,包括驱动手轮、驱动丝杆、驱动丝杆螺母、驱动丝杆螺母支撑架、转动架和立轴,驱动丝杆螺母支撑架的端面为F形,包括垂直板、上侧板和下侧板,垂直板下端固定在上平板的一端上,驱动丝杆螺母的上下端分别固定在上侧板和下侧板的内侧,驱动丝杆一端先旋入驱动丝杆螺母,然后穿出垂直板上端与转动架一端连接,转动架另一端与立轴下端铰接,立轴上端固定在底部框架的一角下;装载支架和其承载的大直径轴及下支撑平台通过支撑机构支撑在剪叉式升降平台上。
进一步的,所述支撑机构包括中心浮动支撑机构、4个回转滚轮组合和4块弧形导向板,所述中心浮动支撑机构包括支撑圆筒、中心支撑轴、压簧和推力轴承,支撑圆筒上部垂直固定剪叉式升降平台的上平板的中心圆孔中,压簧位于支撑圆筒下端中,中心支撑轴上端通过螺母固定在下支撑平台的中心,中心支撑轴中部与支撑圆筒的沉孔间隙配合,中心支撑轴下端先后穿过压簧、位于支撑圆筒底部内的推力轴承和支撑圆筒底部,通过下螺母对中心支撑轴限位;回转滚轮组合分别倾斜设置在上平板的四角位置上,且以中心支撑轴的轴线成中心对称。
所述回转滚轮组合的轮架上端的中心轴分别与下支撑平台四角铰接,回转滚轮组合的回转滚轮分别支撑在上平板的四角上;所述弧形导向板分别垂直固定在上平板的四角上,且分别抵靠在对应的回转滚轮朝向上平板中心的一侧面上,弧形导向板的弧形中心朝向上平板的中心。
本发明采用剪叉式升降平台通过其上的装载支架转动机构承载装载支架和大直径轴,并通过位于装载支架的底部框架和下支撑平台之间的大直径轴纵移机构、大直径轴横移机构、大直径轴水平度调节机构和装载支架转动机构使得本发明具有空间直角坐标系中分别沿X轴、Y轴和Z轴移动,分别绕Y轴和Z轴转动的五个自由度的功能,大大提高了大直径轴装入安装孔的作业效率,只需1~2人操作即可,且杜绝了安全隐患,降低了大型设备的安装成本。
本发明的优点和特点,将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释,这些实施例,是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的主视图;
图2是图1的左视放大图;
图3是图1的A-A剖视放大图;
图4是图1的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示,本发明包括下部的剪叉式升降平台1、上部的装载支架2、大直径轴纵移机构3、大直径轴横移机构4、大直径轴水平度调节机构5和装载支架转动机构6,装载支架1为矩形钢管焊接结构件,包括多个呈V形且垂直间隔焊接固定在底部框架21上的横框22,横框22包括对称焊接固定在底部框架21上的的一对直角三角形框211,一对直角三角形框211的斜边2111构成V形,垂直间隔设置的直角三角形框211的斜边2111上下端之间分别通过上水平杆13和下水平杆14焊连成强度和刚度较好的框架。多根间隔设置的支撑辊15两端分别固定在对应的上水平杆13和下水平杆14上,大直径轴100下部抵靠在亦成V形排列支撑辊15上。
大直径轴纵移机构3设置在装载支架1的下侧,大直径轴横移机构4和大直径轴水平度调节机构5分别设置在底部框架21和底部框架21下侧的下支撑平台7之间,装载支架转动机构6设置在下支撑平台7和位于下支撑平台7下侧的剪叉式升降平台1的上平板11上。
大直径轴纵移机构3包括纵移机构手轮31、纵向丝杆32、推料块33、圆锥齿轮轴34和一对啮合的圆锥齿轮副,圆锥齿轮轴34横置在底部框架21的一端下侧,圆锥齿轮轴34两端分别通过对应的轴承座35支撑在底部框架21下,第一圆锥齿轮36固定在圆锥齿轮轴34左端上,第二圆锥齿轮37固定在纵向丝杆32左端端头上,纵向丝杆32两端分别通过对应的轴承座35支撑在底部框架21的纵向中心下侧;呈倒L形的推料块33下端与纵向丝杆32通过螺纹活动连接,推料块33上端的横边左端位于大直径轴100的端头外侧,垂直设置的纵移机构手轮31与圆锥齿轮轴34左端端头固定连接。如图2所示,推料块33中部两侧分别抵靠在位于底部框架21纵向中心的导轨38中,导轨38为一对立面相对的角钢,推料块33中部两侧分别抵靠在一对角钢的立面之间,对推料块33的移动推料起到导向作用。
逆时针转动纵移机构手轮31,圆锥齿轮轴34随之顺时针转动,第一圆锥齿轮36转动带动与其啮合的第二圆锥齿轮37顺时针转动,从而使得纵向丝杆32顺时针转动,使得推料块33在其下端的导轨38下左移,推料块33上端的横边左端推动大直径轴100左移,即实现了大直径轴100沿着空间直角坐标系的X轴左移。顺时针转动纵移机构手轮31,即能实现大直径轴100沿着空间直角坐标系的X轴右移。
如图3所示,大直径轴横移机构4包括横移机构手轮41、横向丝杆42、横移螺母43、横向丝杆支撑座44,以及成对设置的导向杆45、导向杆上支撑座46和导向杆下支撑座47,横向丝杆支撑座44垂直固定在下支撑平台7的中部外侧,横向丝杆42右端穿出横向丝杆支撑座44的上端,并通过横向丝杆支撑座44两侧的挡圈48轴向定位在横向丝杆支撑座44上端。横移机构手轮41垂直固定在横向丝杆42的右端端头上,横向丝杆42的左端旋入横移螺母43中,横移螺母43固定在底部框架21纵向下侧面的中部上。导向杆上支撑座46上端分别固定在底部框架21纵向两侧的中部下,导向杆下支撑座47分别固定在下支撑平台7的中部两侧上,导向杆45一端分别固定在对应的导向杆下支撑座47的上端,图3中右侧的一根导向杆45的右端固定在横向丝杆支撑座44的中部,图3中左侧的另一根导向杆45左端固定有限位挡圈49,对装载支架2的左移进行限位。底部框架21及其上部的装载支架2和承载的大直径轴100分别依次通过底部框架21中部两侧的导向杆上支撑座46、导向杆45中部和导向杆下支撑座47支撑在下支撑平台7的中部两侧上。底部框架21中部分别与沿底部框架21纵向间隔设置的数个H型框架23上端焊接固定,H型框架23下端分别通过框架滚轮24支撑在下支撑平台7的中部上,提高了装载支架2的支撑稳定性。
顺时针转动横移机构手轮41,横向丝杆42随之顺时针转动,带动与横向丝杆42旋合的横移螺母43右移,从而使得装载支架2载着大直径轴100在装载支架2两侧下的导向杆45的导向下右移。反之,逆时针转动横移机构手轮41,装载支架2则载着大直径轴100左移,即实现了大直径轴100沿着空间直角坐标系的Y轴右移。
如图1和图2所示,大直径轴水平度调节机构5包括水平度调节手轮51、垂直丝杆52、垂直丝杆螺母53、第一U形板54和第二U形板55,以及成对设置的上垂直支撑块56和下垂直支撑块57,垂直丝杆52上端旋入垂直丝杆螺母53中,垂直丝杆螺母53两侧分别延伸出的水平支撑轴531两端分别支撑在垂直丝杆螺母支撑块58中,垂直丝杆螺母支撑块58分别焊接固定在下支撑平台7的左端上。垂直丝杆52上端端头与第一U形板54中部铰接,水平度调节手轮51水平固定在垂直丝杆52下端端头上。第一U形板54两侧分别与垂直固定在底部框架21左端下侧的上垂直支撑块56铰接。第二U形板55两侧分别与垂直固定在下支撑平台7右端下侧的下垂直支撑块57铰接。
顺时针转动水平度调节手轮51,垂直丝杆52随之顺时针转动,因垂直丝杆螺母53受到垂直丝杆螺母支撑块56的限制,垂直丝杆52上升,通过第一U形板54推动底部框架21左端绕第二U形板55的铰接中心顺时针转动而升高,实现了装载支架2上的大直径轴100左端上升的水平度调整。逆时针转动水平度调节手轮51时,大直径轴100则右端上升,实现了大直径轴100绕空间直角坐标系的Y轴的逆时针转动。
如图2和图3所示,装载支架转动机构6包括设置在下支撑平台7与剪叉式升降平台1的上平板11之间的驱动机构61和支撑机构62,驱动机构61设置在剪叉式升降平台1的上平板11左端上,包括驱动手轮611、驱动丝杆612、驱动丝杆螺母613、驱动丝杆螺母支撑架614、转动架615和立轴616,驱动丝杆螺母支撑架614端面为F形,包括垂直板6141、上侧板6142和下侧板6143,垂直板6141下端焊接固定在上平板11的左端上,驱动丝杆螺母613的上下端分别固定在驱动丝杆螺母支撑架614的上侧板6142和下侧板6143的内侧,驱动丝杆612一端先旋入驱动丝杆螺母613,然后穿出垂直板6141上端与转动架615右端铰接,转动架615左端与立轴616下端铰接,立轴616上端焊接固定在图4的底部框架21的左下角。装载支架2和其承载的大直径轴100及下支撑平台7通过支撑机构62支撑在剪叉式升降平台1上。
如图3所示,支撑机构62包括中心浮动支撑机构621、4个回转滚轮组合622和4块弧形导向板623,中心浮动支撑机构621包括支撑圆筒6211、中心支撑轴6212、压簧6213和推力轴承6214,支撑圆筒6211上部垂直焊接固定剪叉式升降平台1的上平板中心圆孔111中,压簧6213位于支撑圆筒6211的下端中,中心支撑轴6212上端通过螺母6215固定在下支撑平台7的中心,中心支撑轴6212中部与支撑圆筒6211的沉孔间隙配合,对中心支撑轴6212的上下移动进行精确导向。中心支撑轴6212下端先后穿过压簧6213、位于支撑圆筒6211底部内的推力轴承6214和支撑圆筒6211底部,通过下螺母6216对中心支撑轴6212限位。中心浮动支撑机构621对下支撑平台7的中心起到浮动支撑作用,确保下支撑平台7下的4个回转滚轮组合622均能稳定地支撑在上平板11上。
如图3和图4所示,回转滚轮组合622分别倾斜设置在上平板11的四角位置上,且以中心支撑轴6212的轴线成中心对称。回转滚轮组合622的轮架6221上端的中心轴6222分别与下支撑平台7四角的对应位置铰接,回转滚轮组合622的回转滚轮6223分别支撑在上平板11的四角上。弧形导向板623分别垂直固定在上平板11的四角上,且分别抵靠在对应的回转滚轮6223朝向上平板11中心的一侧面上,弧形导向板623的弧形中心朝向上平板11的中心。弧形导向板623对回转滚轮组合622绕中心支撑轴6212轴心转动提供了导向作用,使得装载支架2载着大直径轴100绕中心支撑轴6212轴心转动,
如图3所示,顺时针转动驱动手轮611,驱动丝杆612随之顺时针转动而向着下支撑平台7纵向中心线方向移动,驱动丝杆612的内端端头通过转动架615推动立轴616对中心支撑轴6212轴心产生顺时针转矩,使得下支撑平台7下侧的4个回转滚轮组合622绕中心支撑轴6212轴心顺时针转动,从而使得大直径轴100绕空间直角坐标系的Z轴顺时针转动,逆时针转动驱动手轮611,大直径轴100则绕空间直角坐标系的Z轴逆时针转动。
剪叉式升降平台1的升降实现了大直径轴100沿着空间直角坐标系的Z轴的升降。剪叉式升降平台1底部的4个升降平台滚轮12能实现大直径轴100沿着空间直角坐标系的X轴、Y轴的粗调移动,大直径轴纵移机构3、大直径轴横移机构4、大直径轴水平度调节机构5和装载支架转动机构6则分别能实现大直径轴100沿着空间直角坐标系的X轴、Y轴的微调移动和绕Y轴和Z轴的微调转动。这样,本发明具有了空间直角坐标系的五个自由度,大大方便了大直径轴的安装。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。