CN112008555A - 一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置，导向架安装在支撑架上，导向架的底部设有滑槽，滑槽内适形滑动配合有两个滑块；第一砂轮机、第二砂轮机分别安装在一个滑块上；第一砂轮机上连接有第一打磨砂轮，第二砂轮机上连接有第二打磨砂轮，第一打磨砂轮的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮的顶端面所在的水平面位于同一水平面上；驱动机构用于驱动第一砂轮机与第二砂轮机沿横向做相互靠近或相互远离动作。本发明通过驱动机构连接两个滑块，有利于第一打磨砂轮和第二打磨砂轮移动到指定修磨位置，从而提高了第一打磨砂轮和第二打磨砂轮对行星轮内壁的加工精准度，有利于行星轮内孔滚道与滚子的紧密配合。

Description

一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置
技术领域
本发明涉及行星轮加工技术领域，具体涉及一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置。
背景技术
在齿轮传动技术领域中，硬齿面行星轮传动装置具有速比大、体积小、承载能力高等特点，已在风力发电、冶金、建材等重要工业部门得到广泛应用，特别是风力发电行业，全世界70％风力发电机组的主增速齿轮箱都采用行星齿轮传动。随着国际上风力发电技术的飞速发展，行星轮传动装置的传动功率越来越大，目前已达5兆瓦，且可靠性要求更高。
为了满足风电增速齿轮箱严苛的使用工况，风电行业对于齿轮箱的结构设计不断优化，行星轮内孔与轴承滚道一体化设计，是近年来风电增速齿轮箱设计的主流趋势，这种设计的优势在于解决了行星轮内孔与行星轮轴承外圈之间因为发生蠕动跑圈导致严重磨损的问题，但是作为轴承滚道的行星轮内孔有沿滚道宽度方向的鼓形修形要求，以优化轴承滚道与滚子的接触，当轴承滚道宽度很大时，对作为轴承滚道的行星轮内孔进行研磨的砂轮要足够宽，以对整个轴承滚道进行磨削加工。以风齿轮箱的电5兆瓦行星轮为例，其采用双列圆柱滚子轴承，内孔滚道宽度超过200mm，因此，内孔滚道宽度方向的鼓形加工难度大，加工精准度不好掌控。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置，便于对行星轮内孔滚道进行修形处理，提高了对行星轮内孔滚道的加工精准度。
本发明提供了一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置，包括支撑架、导向架、第一砂轮机、第二砂轮机和驱动机构；所述导向架安装在所述支撑架上，导向架的底部设有沿水平方向延伸的滑槽，所述滑槽内适形滑动配合有两个滑块；所述第一砂轮机、所述第二砂轮机分别安装在一个所述滑块上；所述第一砂轮机上连接有第一打磨砂轮，所述第一打磨砂轮的外周面形成有弧形磨削面a，所述弧形磨削面a与第一打磨砂轮中轴线的水平间距自上而下逐渐递减；第二砂轮机上连接有第二打磨砂轮，所述第二打磨砂轮的外周面形成有弧形磨削面b，所述弧形磨削面b与第二打磨砂轮中轴线的水平间距自上而下逐渐递增；第一打磨砂轮的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮的顶端面所在的水平面位于同一水平面上；所述驱动机构分别与两个滑块连接，驱动机构用于驱动第一砂轮机与第二砂轮机沿横向做相互靠近或相互远离动作。
优选地，所述驱动机构包括回转驱动组件、转动杆和两根连杆，所述转动杆设在导向架的上方，两个滑块对称布置在转动杆的竖向中心线的两侧；所述连杆的一端与转动杆铰接，连杆的另一端与滑块铰接，转动杆与连杆的转动平面均为水平面，两根连杆与转动杆的铰接点对称布置在转动杆竖向中心线的两侧；所述回转驱动组件用于驱动转动杆绕其竖向中心线转动。
优选地，所述回转驱动组件包括转动轴、蜗轮、蜗杆和减速电机；所述转动轴沿竖向转动连接在支撑架上，所述蜗轮位于转动杆的上方，蜗轮的转动平面为水平面，转动杆和蜗轮均固定在转动轴上，转动轴的中轴线、蜗轮的中轴线和转动杆的竖向中心线均重合；所述蜗杆与蜗轮传动啮合，蜗杆通过支座转动安装在支撑架上；所述减速电机安装在机架上，减速电机的转轴与蜗杆连接。
优选地，所述导向架上贯穿有与滑槽连通的条形孔，所述条形孔沿滑槽的长度方向延伸；每个滑块的顶部设有一根连接柱，所述连接柱适形滑动配合在条形孔内，连接柱的一端伸出导向架外并与连杆铰接。
优选地，所述滑槽的横截面形状呈燕尾形。
优选地，所述第一打磨砂轮的底端连接有第三打磨砂轮，所述第三打磨砂轮呈圆柱体状，第三打磨砂轮的外周面形成有竖直磨削面，所述竖直磨削面与弧形磨削面a平滑过渡连接，竖直磨削面与弧形磨削面a相切。
优选地，所述第一打磨砂轮与第三打磨砂轮呈一体结构。
本发明具有如下的有益效果：
本发明将第一砂轮机和第二砂轮机分别安装在一个滑块上，通过操作驱动机构同步驱动两个滑块滑动，当第一砂轮机和第二砂轮机沿行星轮内孔的径向方向做相互远离动作时，第一打磨砂轮和第二打磨砂轮能够对行星轮的内孔滚道面进行修形磨削；修磨完成后，操作第一砂轮机和第二砂轮机沿行星轮内孔的径向方向做相互靠近动作，从而使第一打磨砂轮和第二打磨砂轮脱离行星轮的内孔滚道面。
通过将第一打磨砂轮的外周面设计成弧形磨削面a，以及第二打磨砂轮的外周面设计成弧形磨削面b，由于第一打磨砂轮的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮的顶端面所在的水平面位于同一水平面上，当第一打磨砂轮和第二打磨砂轮沿行星轮的中轴线对称布置，且行星轮被固定在机床上绕行星轮的中轴线旋转时，通过弧形磨削面a与弧形磨削面b一高一低、相互错位配合来对行星轮的内孔滚道面进行磨削修形，从而将行星轮内孔壁的横断面修磨成外凸的弧形，进而形成鼓形滚道面。
本发明通过设计驱动机构来连接两个滑块，同步带动第一打磨砂轮和第二打磨砂轮移动到指定磨削位置，从而提高了第一打磨砂轮和第二打磨砂轮对行星轮内孔鼓形滚道面的加工精准度，利于成型，以及行星轮内孔滚道与滚子的紧密接触，避免了行星轮在高速工作或低速重载工作时，行星轮内孔滚道与滚子之间产生高速反复碰撞或高压应力，造成行星轮转动性能下降，提高了行星轮的使用寿命和精度。
附图说明
图1为本发明的加工装置对行星轮内孔的结构示意图；
图2为驱动机构与导向架配合的俯视图；
图3为回转驱动组件的结构示意图(仰视)；
图4为导向架的结构示意图；
图5为第三打磨砂轮的局部剖视图；
图6为鼓形滚道面的示意图。
附图标记：
1-支撑架，11-支座，2-导向架，21-滑槽，22-条形孔，3-第一砂轮机，31-第一打磨砂轮，311-弧形磨削面a，4-第二砂轮机，41-第二打磨砂轮，411-弧形磨削面b，5-驱动机构，51-回转驱动组件，511-转动轴，512-蜗轮，513-蜗杆，514-减速电机，52-转动杆，53-连杆，6-滑块，61-连接柱，7-第三打磨砂轮，71-竖直磨削面，8-鼓形滚道面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参阅图1，为本发明的一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置，具体地，该加工装置包括支撑架1、导向架2、第一砂轮机3、第二砂轮机4和驱动机构5；导向架2安装在支撑架1上，导向架2的底部设有沿水平方向延伸的滑槽21，滑槽21内适形滑动配合有两个滑块6；第一砂轮机3、第二砂轮机4分别安装在一个滑块6上；第一砂轮机3上连接有第一打磨砂轮31，第一打磨砂轮31的外周面形成有弧形磨削面a311，弧形磨削面a311与第一打磨砂轮31中轴线的水平间距自上而下逐渐递减；第二砂轮机4上连接有第二打磨砂轮41，第二打磨砂轮41的外周面形成有弧形磨削面b411，弧形磨削面b411与第二打磨砂轮41中轴线的水平间距自上而下逐渐递增；第一打磨砂轮31的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮41的顶端面所在的水平面位于同一水平面上；驱动机构5分别与两个滑块6连接，驱动机构5用于驱动第一砂轮机3与第二砂轮机4沿横向做相互靠近或相互远离动作。
本技术方案将第一砂轮机3和第二砂轮机4分别安装在一个滑块6上，通过操作驱动机构5同步驱动两个滑块6滑动，当第一砂轮机3和第二砂轮机4沿行星轮内孔的径向方向做相互远离动作时，第一打磨砂轮31和第二打磨砂轮41能够对行星轮的内壁滚道面进行修形磨削；修磨完成后，操作第一砂轮机3和第二砂轮机4沿行星轮内孔的径向方向做相互靠近动作，从而使第一打磨砂轮31和第二打磨砂轮41脱离行星轮的内孔滚道面。
通过将第一打磨砂轮31的外周面设计成弧形磨削面a311，以及第二打磨砂轮41的外周面设计成弧形磨削面b411，第一打磨砂轮31与第二打磨砂轮41呈一高一低交错上下布置，由于第一打磨砂轮31的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮41的顶端面所在的水平面位于同一水平面上，当第一打磨砂轮31和第二打磨砂轮41沿行星轮的中轴线对称布置，且行星轮被固定在机床上绕行星轮的中轴线旋转时，通过弧形磨削面a311与弧形磨削面b411一高一低、相互错位配合来对行星轮的内孔滚道面进行磨削修形，从而将行星轮内壁的横断面修磨成外凸的弧形，进而形成鼓形滚道面8。
本发明通过设计驱动机构5来连接两个滑块6，同步带动第一打磨砂轮31和第二打磨砂轮41移动到指定磨削位置，从而提高了第一打磨砂轮31和第二打磨砂轮41对行星轮内孔鼓形滚道面8的加工精准度，利于成型，以及行星轮内孔滚道与滚子的紧密配合，避免了行星轮在高速工作或低速重载工作时，行星轮内孔滚道与滚子之间产生高速反复碰撞或高压应力，造成行星轮转动性能下降，提高了行星轮的使用寿命和精度。
在一具体实施例中，驱动机构5包括回转驱动组件51、转动杆52和两根连杆53，转动杆52设在导向架2的上方，两个滑块6对称布置在转动杆52的竖向中心线的两侧；连杆53的一端与转动杆52铰接，连杆53的另一端与滑块6铰接，转动杆52与连杆53的转动平面均为水平面，两根连杆53与转动杆52的铰接点对称布置在转动杆52竖向中心线的两侧；回转驱动组件51用于驱动转动杆52绕其竖向中心线转动。
由于两根连杆53与转动杆52的铰接点对称布置在转动杆52竖向中心线的两侧，且两个滑块6对称布置在转动杆52的竖向中心线的两侧，将其中一根连杆53与其连接的滑块6的铰接点记为D，该连杆53与转动杆52的铰接点记为E，转动杆52的竖向中心线记为O；将另一根连杆53与其连接的滑块6的铰接点记为F，该连杆53与转动杆52的铰接点记为G，为了使两个滑块6的同步移动且移动距离相同，上述DE＝FG，OE＝OG。
如图3方向所示，当回转驱动组件51驱动转动杆52绕转动杆52的竖向中心线转动时，转动杆52逆时针转动，转动杆52会同时拉动两根连杆53摆动，使两根连杆53同步拉动各自对应一侧的滑块6沿滑槽21(图3中直线L)做相互靠近运动。当转动杆52顺时针转动，转动杆52会同时拉动两根连杆53摆动，使两根连杆53同步推动各自对应一侧的滑块6沿滑槽21做相互远离运动。
进一步地，回转驱动组件51包括转动轴511、蜗轮512、蜗杆513和减速电机514；转动轴511沿竖向转动连接在支撑架1上，蜗轮512位于转动杆52的上方，蜗轮512的转动平面为水平面，转动杆52和蜗轮512均固定在转动轴511上，转动轴511的中轴线、蜗轮512的中轴线和转动杆52的竖向中心线均重合；蜗杆513与蜗轮512传动啮合，蜗杆513通过支座11转动安装在支撑架1上；减速电机514安装在机架上，减速电机514的转轴与蜗杆513连接。通过减速电机514驱动蜗杆513转动，蜗杆513会带动与其啮合的蜗轮512转动，从而使转动杆52回转驱动滑块6的移动。
在一具体实施例中，导向架2上贯穿有与滑槽21连通的条形孔22，条形孔22沿滑槽21的长度方向延伸；每个滑块6的顶部设有一根连接柱61，连接柱61适形滑动配合在条形孔22内，连接柱61的一端伸出导向架2外并与连杆53铰接。
为了增强滑块6与滑槽21配合的导向性，以及避免滑块6脱离滑槽21，滑槽21的横截面形状呈燕尾形。
在一具体实施例中，第一打磨砂轮31的底端连接有第三打磨砂轮7，第三打磨砂轮7呈圆柱体状，第三打磨砂轮7的外周面形成有竖直磨削面71，竖直磨削面71与弧形磨削面a311平滑过渡连接，竖直磨削面71与弧形磨削面a311相切。
虽然第一打磨砂轮31的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮41的顶端面所在的水平面位于同一水平面上，但是，在使用过程中，仍然不能避免第一打磨砂轮31的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮41的顶端面所在的水平面错位，从而在修磨时，造成行星轮的内壁之间形成轻微的接刀凸台，后续装配后会影响滚子的正常运动。因此，通过在设计第三打磨砂轮7，第三打磨砂轮7在修磨时能够覆盖第一打磨砂轮31与第二打磨砂轮41之间的接刀凸台，并且，由于竖直磨削面71与弧形磨削面a311相切，以及弧形磨削面b411磨削的弧形面相切，因此竖直磨削面71能够消除第一打磨砂轮31与第二打磨砂轮41发生错位而产生的接刀凸台。
进一步地，第一打磨砂轮31与第三打磨砂轮7呈一体结构。
需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种行星轮内孔鼓形滚道加工装置，其特征在于：包括支撑架、导向架、第一砂轮机、第二砂轮机和驱动机构；
所述导向架安装在所述支撑架上，导向架的底部设有沿水平方向延伸的滑槽，所述滑槽内适形滑动配合有两个滑块；所述第一砂轮机、所述第二砂轮机分别安装在一个所述滑块上；
所述第一砂轮机上连接有第一打磨砂轮，所述第一打磨砂轮的外周面形成有弧形磨削面a，所述弧形磨削面a与第一打磨砂轮中轴线的水平间距自上而下逐渐递减；第二砂轮机上连接有第二打磨砂轮，所述第二打磨砂轮的外周面形成有弧形磨削面b，所述弧形磨削面b与第二打磨砂轮中轴线的水平间距自上而下逐渐递增；第一打磨砂轮的底端面所在的水平面与第二打磨砂轮的顶端面所在的水平面位于同一水平面上；
所述驱动机构分别与两个滑块连接，驱动机构用于同步驱动第一砂轮机与第二砂轮机沿横向做相互靠近或相互远离动作。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于：
所述驱动机构包括回转驱动组件、转动杆和两根连杆，所述转动杆设在导向架的上方，两个滑块对称布置在转动杆的竖向中心线的两侧；
所述连杆的一端与转动杆铰接，连杆的另一端与滑块铰接，转动杆与连杆的转动平面均为水平面，两根连杆与转动杆的铰接点对称布置在转动杆竖向中心线的两侧；所述回转驱动组件用于驱动转动杆绕其竖向中心线转动。
3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于：
所述回转驱动组件包括转动轴、蜗轮、蜗杆和减速电机；
所述转动轴沿竖向转动连接在支撑架上，所述蜗轮位于转动杆的上方，蜗轮的转动平面为水平面，转动杆和蜗轮均固定在转动轴上，转动轴的中轴线、蜗轮的中轴线和转动杆的竖向中心线均重合；
所述蜗杆与蜗轮传动啮合，蜗杆通过支座转动安装在支撑架上；所述减速电机安装在机架上，减速电机的转轴与蜗杆连接。
4.根据权利要求3所述的加工装置，其特征在于：
所述导向架上贯穿有与滑槽连通的条形孔，所述条形孔沿滑槽的长度方向延伸；每个滑块的顶部设有一根连接柱，所述连接柱适形滑动配合在条形孔内，连接柱的一端伸出导向架外并与连杆铰接。
5.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于：
所述滑槽的横截面形状呈燕尾形。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的加工装置，其特征在于：
所述第一打磨砂轮的底端连接有第三打磨砂轮，所述第三打磨砂轮呈圆柱体状，第三打磨砂轮的外周面形成有竖直磨削面，所述竖直磨削面与弧形磨削面a平滑过渡连接，竖直磨削面与弧形磨削面a相切。
7.根据权利要求6所述的加工装置，其特征在于：
所述第一打磨砂轮与第三打磨砂轮呈一体结构。
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