CN111468743A - 托轮模拟在线车削装置及车削方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种托轮模拟在线车削装置及车削方法，装置包括床座、床身、纵向导轨副、刀架总成、找正工具、传动装置和纵向进给装置；传动装置上的传动轴与待加工托轮的托轮轴同心设置，托轮轴通过等高支撑座安装在床座上；安装在床座上的立柱通过调节螺母装有床板，床板上装有纵向导轨副；纵向导轨副上装有拖板，拖板上装有刀架总成，刀架总成上分别设置有车刀和百分表；找正工具包括直角尺和工字型平尺。将托轮安装在等高支撑座上，代替了夹紧装置，相比于在车床上以中心孔或端面与轴承位组合的定位方式装夹，径向跳动误差减小，降低了工件装夹误差；利用工字型平尺模拟托轮轴向母线，提高车削精度；制作简单，移动便捷，方便现场进行车削。
Description
技术领域
本发明涉及车床加工装置领域，尤其涉及一种托轮模拟在线车削装置及车削方法。
背景技术
卧式回转干燥设备，是水泥、有色、冶金、耐火材料和化工生产中的关键设备，其支承装置主要采用托轮总成，托轮总成由托轮、轴承、轴承座等组成。在长周期连续运转中，支承炉体运转的托轮因承受轴向和径向的较大负荷，其外圆表面磨损后造成表面质量、形状和精度的下降，使设备运转时振动加大，影响调炉效果，造成设备运行效率降低，加大滚圈表面磨损，因此需要修复。
常规的修复方法，是采用顶炉技术，更换新托轮总成。拆下的托轮总成解体后，将托轮安装到车床上加工，一般维修单位没有加工能力还需要外委加工，费用高，工期长。另一种方法是，将车削设备安装到现场，进行在线车削修复。在线车削修复过程中托轮尺寸发生变化，造成炉体上下窜动运行不稳，容易产生机械故障，降低生产运转率。
发明内容
本发明旨在克服上述已有技术的不足，而提供一种既能保证加工精度，又不需要大型车床的车削装置及车削方法，从而减少外委修理的时间和费用。
为实现此技术目的，本发明采用如下方案：一种托轮模拟在线车削装置，包括床座、纵向导轨副、刀架总成、找正工具、传动装置和纵向进给装置；传动装置上的传动轴与待加工托轮的托轮轴同心设置，托轮轴安装在轴承座上，轴承座安装在等高支撑座上，等高支撑座安装在床座上；床座上安装有立柱，立柱上通过调节螺母装有床板，床板上装有纵向导轨副，纵向导轨副上装有拖板，拖板上安装有纵向进给装置；拖板与刀架总成固定连接，刀架总成上分别设置有车刀和百分表；找正工具包括直角尺和工字型平尺，直角尺镶嵌强力磁铁，工字型平尺垂直固定在直角尺上，直角尺吸附在托轮的端面，工字型平尺与托轮外圆周相切。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明提供的托轮模拟在线车削装置，利用自车精度高的原理，将托轮总成安装在等高支撑座上，作为车削装置的组成部分，代替了夹紧装置，相比于在车床上以中心孔或端面与轴承位组合的定位方式装夹，径向跳动误差小，减小了工件装夹误差。
2.托轮模拟在线车削装置利用等高支撑座在床座上水平移动和床板沿立柱上下移动的结合，实现车削不同直径和轴长的托轮或类似结构的旋转件，方便移动安装到设备现场进行车削作业，不耽误现场生产。
3.托轮模拟在线车削装置制作简单，投资少，节能环保。
本发明的优选技术方案为：
床板上设有贯穿立柱的长条孔，床板上、下表面分别装有与立柱连接的螺母。
托轮轴通过磁力联轴器与传动装置连接。
磁力联轴器设有U型连接件，U型连接件中安装有永磁吸盘。
床座上设有4个以上长条孔。
纵向导轨副包括滑块、纵向导轨和导轨座，滑块与拖板固定连接，纵向导轨与导轨座固定连接，导轨座与床板固定连接。
纵向进给装置包括丝杠、离合器、进给电机、第一链轮、第二链轮和链条；进给电机与第一链轮连接，第一链轮通过链条与第二链轮连接，第二链轮通过离合器与丝杠连接，第二链轮外侧设有与丝杠连接的手轮。
丝杠与导轨座固定连接，丝杠上套装有丝母，丝母与拖板固定连接；丝杠连接手轮端设有平键，离合器上分别设有与平键配合的缺口和与第二链轮连接的端齿。
一种采用托轮模拟在线车削装置的车削方法，包括以下步骤：
a、将托轮轴安装在等高支撑座上，并将托轮轴与传动装置连接。
b、根据托轮材质和转速选择车刀，将车刀安装在车架总成上，利用纵向进给装置，将车刀移动至托轮端面位置。
c、以轴承座水平剖分面为基准，调整床板的上下位置，直到车刀刀尖与剖分面等高。
d、将找正工具吸附在托轮端面模拟托轮侧母线，调整床板前后位置，通过移动床板观察百分表示值变化，直到百分表在工字型平尺两端示值差在 0.05mm以内，认为车刀的运行轨迹与托轮轴线平行，紧固床板，复测平行度无变化时，找正结束。
e、启动传动装置，调整托轮转速，进行车削作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的托轮模拟在线车削方法根据车削装置自身零件精度高的原理，将托轮作为车削装置组成部分安装在等高支撑座上，减小了装夹过程中的径向误差；将找正工具吸附在托轮端面，利用工字型平尺模拟托轮轴向母线，提高加工精度。
进一步地，步骤e中车削作业先进行试车，停车测量托轮两端直径尺寸，误差在0.2mm以内，继续车削直到达到要求；误差超过0.2mm，需要重新调整床板前后位置，达到要求后重复上述车削步骤，直到达到要求的尺寸和表面质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的托轮模拟在线车削装置的主视图；
图2为本发明实施例提供的托轮模拟在线车削装置的左视图；
图3为本发明实施例提供的托轮模拟在线车削装置的俯视图；
图4为本发明实施例中长条孔的结构示意图；
图5为本发明图2中A的局部放大图；
图6为本发明实施例中离合器的结构示意图；
图7为本发明实施例中第二链轮的结构示意图；
图中标记为：1-床座，2-电子式机械走刀器，3-第一链轮，4-链条，5-手轮，6-第二链轮，7-轴承座，8-托轮，9-找正工具，91-直角尺，92-工字型平尺，10-托轮轴，11-磁力联轴器，12-主传动装置，13-纵向导轨，14-导轨座， 15-拖板，16-滑块，17-刀架总成，18-床板，19-立柱，20-丝杠，21-离合器， 22-百分表，23-车刀，24-床身，25-等高支撑座，26-永磁吸盘，27-长条孔。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
如图1至图4所示，本发明提供的一种托轮模拟在线车削装置，由床座1、床身24、纵向导轨副、刀架总成17、找正工具9、传动装置和纵向进给装置等组成；传动装置上的传动轴与待加工托轮8的托轮轴10同心设置，托轮轴 10安装在轴承座7上，轴承座7安装在等高支撑座25上，等高支撑座25安装在床座1上；床座1上安装有立柱19，立柱19上通过调节螺母装有床板 18，床板18上装有纵向导轨副，纵向导轨副上装有拖板15，拖板15上安装有纵向进给装置；拖板15与刀架总成17固定连接，刀架总成17上分别设置有车刀23和百分表22；找正工具包括直角尺91和工字型平尺92，直角尺91 镶嵌强力磁铁，工字型平尺92垂直固定在直角尺91上，直角尺91吸附在托轮8的端面，工字型平尺92与托轮8外圆周相切。
纵向导轨副由滑块16、纵向导轨13和导轨座14等组成，拖板15通过螺栓固定在滑块16上，纵向导轨13通过螺钉固定在导轨座14上，导轨座14 通过螺栓固定在床板18上。优选地，纵向导轨副选用滚动直线导轨副，相比铸铁燕尾滑动导轨副，具有摩擦阻力小、精度高、不需要刮研，能够成品采购的优势。
床板18上、下表面分别装有与立柱19连接的螺母，通过调节螺母位置改变床板18的高度，进而改变车刀23的高度；床板18上设有4个贯穿立柱 19的长条孔27，立柱19在长条孔27内进行水平位置进行微调，比普通圆孔适用范围广，通过调整立柱19在长条孔27中的位置，改变床板18的水平位置，进而改变车刀23的水平位置。
立柱19焊接在床身24上，床身24固定在床座1上，等高支撑座25通过螺栓固定在床座1上。床座1上设有4个以上长条孔，通过改变螺栓位置，人为移动等高支撑座25位置，结合床板18在立柱19上的纵向移动和横向移动，实现车削不同直径和轴长的托轮8。
待加工的托轮8安装在等高支撑座25上，托轮8上设有托轮轴10，托轮轴10套装在轴承座7里，托轮轴10通过磁力联轴器11与传动装置连接，轴承座7固定安装在与等高支撑座25上，传动装置与床座1固定连接，传动装置上设有电机，电机与变频器相连。通过变频器控制传动装置的电机，使托轮8转动平稳，根据粗车和精车要求，完成无极调整托轮8转速。优选地，电机功率为4kW。
优选地，如图3所示，磁力联轴器11设有U型连接件，U型连接件中安装有永磁吸盘26。
车刀23固定在刀架总成17上，刀架总成17通过螺栓固定在拖板15上，拖板15与纵向进给装置连接。纵向进给装置由丝杠20、离合器21、进给电机、第一链轮3、第二链轮6、链条4和手轮5等组成，其中离合器和第二链轮的结构示意图如图6和图7所示；进给电机优选电子式机械走刀器2，电子式机械走刀器2通过输出轴与第一链轮3固定连接，第一链轮3通过链条4 与第二链轮6连接并带动其转动，起到放大扭矩的作用。第二链轮6在丝杠 20上空套转动，第二链轮6外侧设有与丝杠20连接的手轮5，丝杠20通过轴承固定在导轨座14上，丝杠20上套装有丝母，丝母通过螺栓与拖板15固定连接；丝杠20连接手轮5端设有平键，离合器21位于第二链轮6和轴承之间，离合器21上设有与平键配合的缺口和与第二链轮6连接的端齿。电子式机械走刀器2通过链传动将运动传递给丝杠20，进而带动拖板15运动，从而实现车刀23的纵向进给。优选地，电子式机械走刀器的功率为0.2kW。
如图5所示，找正工具9由直角尺91和工字型平尺92组成，直角尺91 镶嵌强力磁铁，工字型平尺92通过螺栓垂直固定在直角尺91直角边外侧，使其下底面与直角尺91的直角边接触，直角尺91吸附在托轮8端面，使得工字型平尺92下底面平行于托轮8轴线并与托轮8侧面相切；刀架总成17 上设有百分表22，百分表22以工字型平尺92上底面为基准找正纵向导轨13 与托轮8轴线平行。优选地，工字型平尺92采用铝镁合金材质，重量轻，使用方便。
一种托轮模拟在线车削方法，步骤以下：
a、将托轮8安装在等高支撑座25上，并将托轮轴10与传动装置连接。
b、根据托轮8材质和转速选择车刀23，将车刀23安装在车架总成17上，利用纵向进给装置，将车刀23移动至托轮8端面位置。
c、以轴承座7水平剖分面为基准，调整床板18的上下位置，直到车刀 23刀尖与剖分面等高。
d、将找正工具9吸附在托轮8端面模拟托轮8侧母线，调整床板18前后位置，通过移动床板18观察百分表22示值变化，直到百分表22在工字型平尺92两端示值差在0.05mm以内，认为车刀23的运行轨迹与托轮8轴线平行，紧固床板18，复测平行度无变化时，找正结束。
e、启动传动装置，调整托轮8转速，进行车削作业。
优选的车削方法为：
将更换好托轮轴10的托轮8安装在等高支撑座25上，其中，只有一端压盖和推力轴承不安装。找正传动装置的输出轴与托轮轴10同心后，将带有开关控制的永磁吸盘26安装到磁力联轴器11U型连接件中，打开开关使磁力联轴器11吸附在托轮轴10端面上，此时，传动装置将动力传递给托轮8。以托轮8的轴承座7水平剖分面为基准面，调整立柱19上的下螺母位置，带动床板18上下移动，直到车刀23刀尖分别与两侧剖分面等高。这样保证了车刀23运行轨迹与托轮8轴线等高。
将找正工具9的直角尺91吸附到托轮8端面，使得工字型平尺92基准面与托轮8轴线平行，模拟托轮8侧母线，防止车削过程中出现加工完成后托轮8直径不同。百分表22固定在刀架总成17上，使用百分表22以工字型平尺92上底面为基准找正纵向导轨13与托轮8轴线平行，通过移动拖板15 观察百分表22示值变化，利用长条孔27微调床板18的前后位置，当百分表 22在工字型平尺92两端示值差在0.05mm之内，即可认为刀尖的运行轨迹与托轮8轴线平行。锁紧床板18上的上螺母，复测平行度无变化后，找正结束。
启动电子式机械走刀器2，通过第一链轮3、第二链轮6和链条4的传递，放大扭矩，当离合器21的端齿与第二链轮6啮合时，第二链轮6将动力传递给丝杠20，丝杠20带动丝母移动，进而带动拖板15和刀架总成17移动，实现车刀23的自动进给运动。当离合器21沿平键轴向移动与第二链轮6脱开后，第二链轮6在丝杠20上空套转动，此时旋转手轮5带动丝杠20转动，实现车刀23的手动进给运动。
通过变频器启动传动装置电机，调整转速，在托轮8达到稳定运行速度后进行车削。根据托轮8材质和转速选择车刀23及进给量。在保证托轮8两端能车圆的工况下，先选择小吃刀深度进行试车，如1mm～2mm，停车后，测量托轮8两端直径尺寸，如果误差在0.2mm内，可以继续车削直到达到要求。如果误差超过0.2mm，则需要重新调整床板18前后位置，达到要求后重复上述车削步骤，直到达到要求的尺寸和表面质量。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种托轮模拟在线车削装置，包括床座、纵向导轨副、刀架总成、找正工具、传动装置和纵向进给装置；其特征在于，
传动装置上的传动轴与待加工托轮的托轮轴同心设置，托轮轴安装在轴承座上，轴承座安装在等高支撑座上，等高支撑座安装在床座上；
床座上安装有立柱，立柱上通过调节螺母装有床板，床板上装有纵向导轨副，纵向导轨副上装有拖板，拖板上安装有纵向进给装置；
拖板与刀架总成固定连接，刀架总成上分别设置有车刀和百分表；
找正工具包括直角尺和工字型平尺，直角尺镶嵌强力磁铁，工字型平尺垂直固定在直角尺上，直角尺吸附在托轮的端面，工字型平尺与托轮外圆周相切。
2.根据权利要求1所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，床板上设有贯穿立柱的长条孔，床板上、下表面分别装有与立柱连接的螺母。
3.根据权利要求1所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，托轮轴通过磁力联轴器与传动装置连接。
4.根据权利要求3所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，磁力联轴器设有U型连接件，U型连接件中安装有永磁吸盘。
5.根据权利要求1所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，床座上设有4个以上长条孔。
6.根据权利要求1所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，纵向导轨副包括滑块、纵向导轨和导轨座，滑块与拖板固定连接，纵向导轨与导轨座固定连接，导轨座与床板固定连接。
7.根据权利要求6所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，纵向进给装置包括丝杠、离合器、进给电机、第一链轮、第二链轮和链条；进给电机与第一链轮连接，第一链轮通过链条与第二链轮连接，第二链轮通过离合器与丝杠连接，第二链轮外侧设有与丝杠连接的手轮。
8.根据权利要求7所述的托轮模拟在线车削装置，其特征在于，丝杠与导轨座固定连接，丝杠上套装有丝母，丝母与拖板固定连接；丝杠连接手轮端设有平键，离合器上分别设有与平键配合的缺口和与第二链轮连接的端齿。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的托轮模拟在线车削装置的车削方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将托轮轴安装在等高支撑座上，并将托轮轴与传动装置连接；
b、根据托轮材质和转速选择车刀，将车刀安装在车架总成上，利用纵向进给装置，将车刀移动至托轮端面位置；
c、以轴承座水平剖分面为基准，调整床板的上下位置，直到车刀刀尖与剖分面等高；
d、将找正工具吸附在托轮端面模拟托轮侧母线，调整床板前后位置，通过移动床板观察百分表示值变化，直到百分表在工字型平尺两端示值差在0.05mm以内，认为车刀的运行轨迹与托轮轴线平行，紧固床板，复测平行度无变化时，找正结束；
e、启动传动装置，调整托轮转速，进行车削作业。
10.根据权利要求9所述的托轮模拟在线车削方法，其特征在于，步骤e中车削作业先进行试车，停车测量托轮两端直径尺寸，误差在0.2mm以内，继续车削直到达到要求；误差超过0.2mm，需要重新调整床板前后位置，达到要求后重复上述车削步骤，直到达到要求的尺寸和表面质量。
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