CN111531467A - 高速抛光轮安防装置及方法 - Google Patents

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CN111531467A CN202010530288.9A CN202010530288A CN111531467A CN 111531467 A CN111531467 A CN 111531467A CN 202010530288 A CN202010530288 A CN 202010530288A CN 111531467 A CN111531467 A CN 111531467A
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龙慧玲
梁安宁
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Abstract

本发明高速抛光轮安防装置及方法，其中的杯形砂轮通过压板于基体上安装，基体安装于过渡法兰盘上，过渡法兰盘安装于砂轮电机转轴上，还包括套装于过渡法兰盘、基体和杯形砂轮上的保护套，保护套定位安装于过渡法兰盘或基体上，保护套与杯形砂轮之间为间隙配合，保护套与过渡法兰盘之间、或与基体之间设有可传递扭矩的轴向滑移结构，砂轮电机上设有保护套轴向调节机构调节保护套与杯形砂轮之间的相对位置而对高速旋转杯形砂轮进行径向支撑保护，于保护位置，所述杯形砂轮的前端外露于保护套的伸出量大于抛光加工时砂轮最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮参数并通过测试获得。

Description

高速抛光轮安防装置及方法
技术领域
本发明涉及磨削防护技术，具体为一种高速抛光轮安防装置及方法。
背景技术
杯形抛光轮通常采用有机结合剂制作，受到磨料浓度高、结合剂强度低、造孔结构有损砂轮强度等因素的影响，回转强度较低，只适合低速的抛光加工，而高速抛光加工时，在磨削力和离心力及磨削热的共同作用下，易出现砂轮爆裂的危险而危及人员的安全。
随着行业技术进步和生产效率要求的提高，抛光轮的加工向高速加工方向发展势在必行，现有技术主要是围绕抛光轮本身来提高强度：
1、选择强度高的结合剂，改善造孔结构。
2、通过改善冷却条件，降低抛光轮工作时的受力。
3、连接时采用一些辅助手段，如增加胶粘基体以弥补强度。
以上各种方式方法，由于提高砂轮回转强度的幅度有限，难以满足高速度条件下的抛光加工。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种在高速抛光作业中防止抛光轮爆裂的高速抛光轮安防装置及方法。
能够解决上述技术问题的高速抛光轮安防装置，其技术方案包括杯形砂轮，所述杯形砂轮通过压板于基体上同轴安装，所述基体同轴安装于过渡法兰盘上，所述过渡法兰盘同轴安装于砂轮电机(抛光机设备上用)的转轴上，所不同的是还包括同轴套装于过渡法兰盘、基体和杯形砂轮上的保护套，所述保护套定位安装于过渡法兰盘或基体上，保护套与杯形砂轮之间为间隙配合，保护套与过渡法兰盘之间、或保护套与基体之间设有可传递扭矩的轴向滑移结构，所述砂轮电机上设有保护套轴向调节机构，所述保护套轴向调节机构通过轴向滑移结构调节保护套与杯形砂轮之间的相对位置而对高速旋转的杯形砂轮进行径向支撑保护，于保护位置，所述杯形砂轮前端(即磨削面)外露于保护套的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得。
所述保护套轴向调节机构的一种结构包括拉环、拉杆、摇臂和丝杆螺母组件，所述拉环同轴套装于过渡法兰盘上并通过轴承组件安装于保护套上，拉环与保护套之间设有可相对转动的勾拉结构，左、右拉杆的前端分别于拉环的两侧固装于拉环上，左、右拉杆的后端分别铰连于左、右摇臂的下端，左、右摇臂的臂体铰装于砂轮电机上设置的支架上，所述丝杆螺母组件包括通过支座安装于支架上的螺母和旋合于螺母的丝杆，左、右摇臂的上端通过横担转动连接丝杆的前端，所述丝杆的后端设置有扳手位。
所述保护套轴向调节机构的另一种结构包括拉杆、摇臂和丝杆螺母组件，左、右拉杆前端分别于保护套的两侧通过对应短轴上安装的轴承或转轮滚动安装于保护套上开设的环形沟槽内，左、右拉杆的后端分别铰连于左、右摇臂的下端，左、右拉杆的杆体滑动置于砂轮电机上设置的固定架的左、右导向槽内，左、右摇臂的臂体铰装于砂轮电机上设置的支架上，所述丝杆螺母组件包括通过支座安装于支架上的螺母和旋合于螺母的丝杆，左、右摇臂的上端通过横担转动连接丝杆的前端，所述丝杆的后端设置有扳手位。
进一步，对应于左、右拉杆设有限位架，所述限位架与左、右拉杆之间设有限位保护套于初始保护位置的螺杆调节组件。
更进一步，所述限位架上设有检测保护套轴向位置而判断杯形砂轮前端外露于保护套长度的传感器，所述丝杆采用电动或气动装置驱动，控制系统根据传感器的检测信号对电动或气动装置进行控制而自动调节杯形砂轮前端的外露长度。
所述支架和固定架的一种结构均为夹持于砂轮电机上的左、右半圆夹环。
按常规，所述轴向滑移结构为花键轴和花键套的配合结构或销轴与滑动槽的配合结构。
在所述基体环径大于杯形砂轮环径的特殊情况下，所述保护套的套口设有与杯形砂轮间隙配合的环套，所述环套为与保护套的连体结构或为用圆周均布的螺钉安装于保护套上的分体结构。
进一步，所述杯形砂轮为整体结构或为由圆周均布的径向轮片组合的分体结构。
采用本发明高速抛光轮安防装置调节保护套进而防止杯形砂轮爆裂的方法步骤为：
1、抛光作业前，通过保护套轴向调节机构将保护套调节到螺杆调节组件限位的初始保护位置，于初始保护位置，所述杯形砂轮前端(即磨削面)外露于保护套的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得。
2、启动砂轮电机，砂轮电机的转轴带动杯形砂轮高速旋转，动力机构驱动砂轮电机进给而对工件的端面进行抛光作业，抛光作业时膨胀的杯形砂轮前端过盈配合于保护套内而受到有效的径向支撑保护，避免爆裂。
3、定时观察和测量杯形砂轮前端的情况，或系统启用传感器而自动检测杯形砂轮前端外露于保护套的伸出量，当杯形砂轮前端的伸出量小于方法步骤1中的界定值时，在不停机的情况下，利用手动操作或系统自动控制保护套轴向调节机构将保护套向后拉移，使杯形砂轮的前端外露于保护套的伸出量恢复到界定值。
方法步骤3中，保护套轴向调节机构向后拉移保护套的作用力大于杯形砂轮前端过盈配合于保护套内而产生的摩擦力。
本发明的有益效果：
1、本发明高速抛光轮安防装置及方法通过设置保护套而对高速旋转的杯形砂轮进行径向支撑保护，根据杯形砂轮的磨损情况，保护套可以与杯形砂轮进行轴向的位置调节，使得杯形砂轮的磨削端面始终保持外露于保护套的伸出量大于抛光加工时的最大弹性变形量，且远远小于砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，从而实现对杯形砂轮的安全保护。
2、本发明可通过监控技术手段和调节机构对杯形砂轮磨削端面的伸出量实施自动监控，提供报警或自动化控制信号，实现半自动化或自动化调节，从而大大提高便利性和降低人工成本。
3、本发明还有助于提高抛光轮的使用寿命，降低生产成本，大幅度提高生产效率，抛光质量也易于获得提高。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的轴测图。
图2为图1实施方式的主视图。
图3为图2的附视图。
图4为图3中的A-A剖视图。
图5为图2中的B-B剖视图。
图6为2中的D向视图。
图7为2中的C-C剖视图。
图8为图1实施方式的主视图，显示保护套轴向调节机构的另一种结构。
图9为图8中的E-E剖视图。
图10为图1中保护套与杯形砂轮、基体和过渡法兰盘之间的结构图，显示为杯形砂轮与基体同径。
图11为图1中保护套与杯形砂轮、基体和过渡法兰盘之间的结构图，显示为杯形砂轮外径大于基体外径。
图12为图1中保护套与杯形砂轮、基体和过渡法兰盘之间的结构图，显示为杯形砂轮外径小于基体外径。
图号标识：1、杯形砂轮；2、压板；3、基体；4、过渡法兰盘；5、砂轮电机；5-1、转轴；6、保护套；6-1、环套；6-2、环形沟槽；7、轴向滑移结构；8、拉环；9、拉杆；10、摇臂；11、轴承组件；12、支架；13、横担；14、螺母；15、支座；16、丝杆；17、螺杆调节组件；18、限位架；19、机座；20、动力机构；21、工件；22、传感器；23、轴承、24、固定架。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明高速抛光轮安防装置，包括杯形砂轮1和保护套6，所述杯形砂轮1为整体结构或为由圆周均布的径向轮片组合的分体结构，杯形砂轮1的后部同轴嵌合于基体3端面上对应开设的环槽内，杯形砂轮1的前部露在基体1外，压板2同轴置于杯形砂轮1内的底部并通过圆周均布的螺钉将杯形砂轮1固装于基体3上，所述基体3同轴安装于过渡法兰盘4上，基体3的直径大于过渡法兰盘4的外径，所述过渡法兰盘4同轴安装于砂轮电机5的转轴5-1上，所述砂轮电机5滑动安装于机座19上，所述机座19上设置的动力机构20可驱动砂轮电机5前、后移动而实现杯形砂轮1的进给和回位，所述转轴5-1通过过渡法兰盘4、基体3带动杯形砂轮1高速旋转而对工件21的端面进行抛光作业；阶梯式保护套6套装于过渡法兰盘4、基体3和杯形砂轮1上而对杯形砂轮1外露于基体3的部分进行径向上的支撑，保护套6定位安装于过渡法兰盘4上，保护套6与杯形砂轮1之间为间隙配合，保护套6与过渡法兰盘4之间设有可传递扭矩的轴向滑移结构7(为花键轴和花键套的配合结构或销轴与滑动槽的配合结构)，所述砂轮电机5上设有保护套轴向调节机构，所述保护套轴向调节机构通过轴向滑移结构7调节保护套6与杯形砂轮1之间的相对位置而对高速旋转的杯形砂轮1进行径向支撑保护，于杯形砂轮1的保护位置，杯形砂轮1的磨削端露出保护套6的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得，如图1、图2、图3、图4、图5、图8、图9、图10所示。
第一种结构的保护套轴向调节机构基于支架12设置，所述支架12包括左、右两个半圆夹环，左、右半圆夹环通过螺钉或螺栓夹紧于砂轮电机5前端的转轴轴承座上；保护套轴向调节机构包括拉环8、拉杆9、摇臂10和丝杆螺母组件，所述拉环8同轴套装于过渡法兰盘4上，拉环8的内孔直径大于保护套6(对位于过渡法兰盘4)的外径，拉环8通过轴承组件11安装于保护套6上，拉环8前端面与阶梯部位的保护套6后端面之间设置有可相对转动的勾拉结构，左、右拉杆9分别水平于转轴轴承座和拉环8两侧对称设置，左、右拉杆9的前端与拉环8连接，左、右摇臂10分别于左、右半圆夹环两侧对称设置，左、右摇臂10的臂体分别于对应半圆夹环上铰装而成为杠杆，左、右摇臂10的下端(从动端)分别与左、右拉杆9的后端铰连，左、右摇臂10的上端之间通过横担13连接，所述横担13下方的左、右半圆夹环顶部居中固装有向后伸出的“L”型支座15，所述丝杆螺母组件包括旋合的螺母14和丝杆16(可用螺杆替代)，所述螺母14于横担13后方安装于支座15上，所述丝杆16的前端与横担13以可转动的方式连接，丝杆16的后端开设有扳手位，如图1、图2、图3、图4、图6、图7所示。
如图8、图9所示，第二种结构的保护套轴向调节机构与第一种结构的保护套轴向调节机构的区别在于：
1、取消了拉环8，所述保护套6向后延伸至拉环8位置，并在对应于左、右拉杆9前端的位置处开设有环形沟槽6-2。
2、左、右拉杆9的前端均通过径向短轴安装有轴承23或转轮，左、右轴承23或转轮滚动置于保护套6的环形沟槽6-2内而形成钩挂结构。
3、对应于左、右拉杆9的杆体位置于砂轮电机5前端的转轴轴承座上设置固定架24(位于支架12前方)，所述固定架24也为通过螺栓或螺钉夹紧在转轴轴承座上的左、右两个半圆夹环。
4、所述固定架24的左、右半圆夹环上开设有的导向槽分别与左、右拉杆9的杆体滑动配合。
所述机座19前方的机架上设有低于左、右拉杆9的限位架18(采用竖直的限位板)，所述限位板上开设有避让转轴轴承座的半圆缺口，左、右拉杆9的后端于限位板后侧向下折弯，各折弯部位的拉杆9上分别设有螺杆调节组件17，所述螺杆调节组件17包括贯穿旋合于折弯部位的限位螺杆，所述螺杆的前端抵触在限位板上，通过限位螺杆可调节杯形砂轮1的初始保护位置，如图1、图2、图5所示。
为实现自动控制保护套轴向调节机构而采取的措施为：在限位架18上设置检测保护套6轴向位置而判断杯形砂轮1前端外露于保护套6伸出量的传感器22，采用电动或气动装置驱动丝杆16的转动，控制系统根据传感器22的检测信号对电动或气动装置进行控制而自动调节杯形砂轮1前端的外露长度，如图2、图8所示。
所述杯形砂轮1外露于基体3的部分有三种结构形式：
1、常规结构中，所述杯形砂轮1前部的外径与基体3的外径相等，即杯形砂轮1前部的外环与基体3的外环处于同一环面上，如图8所示。
2、第一种特殊结构中，所述杯形砂轮1前部的外径大于基体3的外径，即杯形砂轮1前部的外环与基体3的外环处于前大后小的阶梯环面上，如图9所示。
3、第二种特殊结构中，所述杯形砂轮1前部的外径小于基体3的外径，即杯形砂轮1前部的外环与基体3的外环处于前小后大的阶梯环面上，所述保护套6的套口同轴设有与杯形砂轮1间隙配合的环套6-1，所述环套6-1用圆周均布的螺钉安装于保护套6上，如图10所示。
采用本发明高速抛光轮安防装置调节保护套6而防止杯形砂轮1爆裂的方法步骤为：
1、抛光作业前，通过保护套轴向调节机构将保护套6调节到螺杆调节组件17限位的初始保护位置，于初始保护位置，所述杯形砂轮1的前端外露于保护套6的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得。
2、启动砂轮电机5，砂轮电机5的转轴5-1通过过渡法兰盘4和基体3带动杯形砂轮1高速旋转(保护套6与之同步高速旋转)，动力机构20驱动砂轮电机5于机座19上进给而对前方工件21的端面进行抛光作业，抛光作业时膨胀的杯形砂轮1前端过盈配合于保护套6(环套6-1)内而受到有效的径向支撑保护，避免爆裂。
3、定时观察和测量杯形砂轮1前端的伸出量情况，或控制系统启用传感器22而自动检测杯形砂轮1前端的伸出量，当杯形砂轮1的前端外露于保护套6的伸出量小于方法步骤1的界定值时，在不停机的情况下，利用手动操作或控制系统自动控制保护套轴向调节机构将保护套6向后拉移，使杯形砂轮1的前端外露于保护套6的伸出量恢复到界定值。
上述方法步骤3中，手动或电动顺时针(正牙)或逆时针(反牙)转动丝杆16，丝杆16前行将左、右摇臂10的上端向前推，从而使得左、右摇臂10的下端向后拉动左、右拉杆9，左、右拉杆9通过拉环8带动保护套6或直接拉动保护套6向后移动，拉动保护套6的力量大于杯形砂轮1前端过盈配合于保护套6内而产生的摩擦力，从而完成对保护套6相对于杯形砂轮1的位置调节。

Claims (9)

1.高速抛光轮安防装置，包括杯形砂轮(1)，所述杯形砂轮(1)通过压板(2)于基体(3)上同轴安装，所述基体(3)同轴安装于过渡法兰盘(4)上，所述过渡法兰盘(4)同轴安装于砂轮电机(5)的转轴(5-1)上，其特征在于：还包括同轴套装于过渡法兰盘(4)、基体(3)和杯形砂轮(1)上的保护套(6)，所述保护套(6)定位安装于过渡法兰盘(4)或基体(3)上，保护套(6)与杯形砂轮(1)之间为间隙配合，保护套(6)与过渡法兰盘(4)之间、或保护套(6)与基体(3)之间设有可传递扭矩的轴向滑移结构(7)，所述砂轮电机(5)上设有保护套轴向调节机构，所述保护套轴向调节机构通过轴向滑移结构(7)调节保护套(6)与杯形砂轮(1)之间的相对位置而对高速旋转的杯形砂轮(1)进行径向支撑保护，于保护位置，所述杯形砂轮(1)前端外露于保护套的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得。
2.根据权利要求1所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：
所述保护套轴向调节机构包括拉环(8)、拉杆(9)、摇臂(10)和丝杆螺母组件，所述拉环(8)同轴套装于过渡法兰盘(4)上并通过轴承组件(11)安装于保护套(6)上，拉环(8)与保护套(6)之间设有可相对转动的勾拉结构，左、右拉杆(9)的前端分别于拉环(8)的两侧固装于拉环(8)上，左、右拉杆(9)的后端分别铰连于左、右摇臂(10)的下端，左、右摇臂(10)的臂体铰装于砂轮电机(5)上设置的支架(12)上，所述丝杆螺母组件包括通过支座(15)安装于支架(12)上的螺母(14)和旋合于螺母(14)的丝杆(16)，左、右摇臂(10)的上端通过横担(13)转动连接丝杆(16)的前端，所述丝杆(16)的后端设置有扳手位；
或所述保护套轴向调节机构包括拉杆(9)、摇臂(10)和丝杆螺母组件，左、右拉杆(9)前端分别于保护套(6)的两侧通过对应短轴上安装的轴承(23)或转轮滚动安装于保护套(6)上开设的环形沟槽(6-2)内，左、右拉杆(9)的后端分别铰连于左、右摇臂(10)的下端，左、右拉杆(9)的杆体滑动置于砂轮电机(5)上设置的固定架(24)的左、右导向槽内，左、右摇臂(10)的臂体铰装于砂轮电机(5)上设置的支架(12)上，所述丝杆螺母组件包括通过支座(15)安装于支架(12)上的螺母(14)和旋合于螺母(14)的丝杆(16)，左、右摇臂(10)的上端通过横担(13)转动连接丝杆(16)的前端，所述丝杆(16)的后端设置有扳手位。
3.根据权利要求2所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：对应于左、右拉杆(9)设有限位架(18)，所述限位架(18)与左、右拉杆(9)之间设有限位保护套(6)于初始保护位置的螺杆调节组件(17)。
4.根据权利要求3所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：所述限位架(18)上设有检测保护套(6)轴向位置而判断杯形砂轮(1)前端外露于保护套(6)伸出量的传感器(22)，所述丝杆(16)采用电动或气动装置驱动，控制系统根据传感器(22)的检测信号对电动或气动装置进行控制而自动调节杯形砂轮(1)前端的伸出量。
5.根据权利要求2中任意一项所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：所述支架(12)或固定架(24)均为夹持于砂轮电机(5)上的左、右半圆夹环。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：所述轴向滑移结构(7)为花键轴和花键套的配合结构或销轴与滑动槽的配合结构。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：所述基体(3)的环径大于杯形砂轮(1)的环径，所述保护套(6)的套口设有与杯形砂轮(1)间隙配合的环套(6-1)，所述环套(6-1)为与保护套(6)的连体结构或为用圆周均布的螺钉安装于保护套(6)上的分体结构。
8.根据权利要求1～5中任意一项所述的高速抛光轮安防装置，其特征在于：所述杯形砂轮(1)为整体结构或为由圆周均布的径向轮片组合的分体结构。
9.高速抛光轮安防方法，其特征在于采用了如根据权利要求3或4所述的高速抛光轮安防装置，其调节保护套(6)防止杯形砂轮(1)爆裂的方法步骤为：
①、抛光作业前，通过保护套轴向调节机构将保护套(6)调节到螺杆调节组件(17)限位的初始保护位置，于初始保护位置，所述杯形砂轮(1)前端外露于保护套(6)的伸出量大于抛光加工时砂轮的最大弹性变形量而小于0.1L～0.3L，所述L为砂轮在无保护高速加工时出现爆裂的长度，L根据砂轮的使用参数并通过回转强度测试获得；
②、启动砂轮电机(5)，砂轮电机(5)的转轴(5-1)带动杯形砂轮(1)高速旋转，动力机构(20)驱动砂轮电机(5)进给而对工件(21)的端面进行抛光作业，抛光作业时膨胀的杯形砂轮(1)前端过盈配合于保护套(6)内而受到径向支撑保护，避免爆裂；
③、定时观察和测量杯形砂轮(1)前端的外露伸出量，或控制系统启用传感器(22)而自动检测杯形砂轮(1)前端的外露伸出量，当杯形砂轮(1)前端外露于保护套(6)的伸出量小于方法步骤①中的界定值时，在不停机的情况下，利用手动操作或控制系统自动控制保护套轴向调节机构将保护套(6)向后拉移，使杯形砂轮(1)的前端外露于保护套(6)的伸出量恢复到界定值。
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