CN112192432A - 一种高精度叶轮抛光设备 - Google Patents

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丁红昌
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范景峰
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Abstract

本发明提供一种高精度叶轮抛光设备，该设备由辅助部分、螺旋机构部分、转换机构部分及工作区部分组成，工作时通过电动机带动锥齿轮转动，锥齿轮带动螺旋机构转动，从而带动喷嘴上下移动，另一方面，液压缸推动齿条左右移动，齿条与齿轮啮合，带动转换机构旋转，从而改变喷嘴相对于叶轮的位置，实现了叶轮的多角度加工，尤其是叶片背面的盲区。本设备安装方便，操作简单，工作安全可靠，适合对叶轮进行磨粒流精密加工，并可以同时加工两个叶轮，提高了生产效率。

Description

一种高精度叶轮抛光设备
技术领域
本发明涉及磨粒流加工技术领域，具体为一种高精度叶轮抛光设备。
背景技术
叶轮是离心泵的关键部件，离心泵的叶轮是把原动机的能量通过离心力的作用传递给泵内的液体，使液体增加速度和压力，促使泵内液体排出去，进口管路中的液体被吸进来。叶轮的材料主要用的是灰铁250、不锈钢和球铁450，生活上还常用304或者316。叶轮结构复杂，它是由若干弯曲叶片构成的，其叶片为非可展扭曲直纹面，故在传统的机械精密加工中存在一定的困难，因此采用磨粒流精密加工技术可以实现更好的抛光。
磨粒流加工(Abrasive Flow Machining,AFM)，也称挤压珩磨，是一种用载有磨料的流动性粘弹性聚合物，在压力作用下对工件进行表面抛光、倒角和去毛刺等精加工的新型工艺技术。该加工技术特别适用于工件内腔复杂面、内部交叉孔等无法触及区域的毛刺去除和抛光。
发明内容
本发明的目的是为解决精密加工叶轮困难的问题，提供一种高精度叶轮抛光设备，利用螺旋机构中螺母的滑轨在螺旋体外壳的滑槽内滑动和螺旋体与螺母的同轴性，避免在运动过程中发生偏离，保证喷嘴轴线与定心支架轴线处于同一竖直平面，利用转换机构中通过齿轮齿条啮合使喷嘴转动，改变喷嘴与叶轮的相对位置，可实现多角度加工，尤其是加工叶片背面，利用支座、销、连接架以及定心支架的螺纹配合实现喷嘴的准确定位，利用四个夹子及螺母与支架、支架与阶梯轴螺纹配合实现叶轮的装夹，避免加工过程中叶轮发生摆动。加工时磨粒流从喷嘴入口进入，通过分流板流入喷嘴内部，并通过线性阵列的喷嘴出口流出，使磨粒流均匀喷射在叶轮上，并在磨粒流加工过程中，配合使用液压马达带动叶轮旋转，使抛光更加均匀，实现了对叶轮表面以及背面的抛光加工，并且减小了残余应力。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于，该设备由辅助部分、螺旋机构部分、转换机构部分及工作区部分组成，所述辅助部分由工作台、支撑框架、滑轨、盖、连接杆及与之配合的螺钉、出料口、双杆液压缸及配合螺栓、销组成，所述螺旋机构部分由电动机、锥齿轮、固定板、螺旋体外壳、螺旋体及与之配合的螺母、螺旋体保护罩及配合螺钉组成，所述转换机构部分由支撑体、滚动体、滚动体支架及与之配合的螺钉、转换机构外罩、齿条、单杆液压缸、固定支座及配合螺栓、配合螺钉组成，所述工作区部分由喷嘴部分、叶轮部分组成，所述喷嘴部分由支座、连接架及与之配合的销、定心支架、喷嘴组成，所述叶轮部分由叶轮、夹具体及与之配合的键、液压马达组成，所述夹具体由夹子及与之配合的螺母、固定架及与之配合的螺钉组成。
进一步，作为优选，所述辅助部分由工作台、支撑框架、滑轨、盖、出料口、连接杆及与之配合的螺钉、双杆液压缸及配合螺栓组成，所述工作台、支撑支架、连接杆、双杆液压缸设有通孔并通过螺栓配合与工作台连接，所述滑轨、盖设有螺纹孔并通过螺钉配合分别与工作台、连接杆连接，所述出料口设有外螺纹并与工作台螺纹连接。
进一步，作为优选，所述螺旋机构部分由电动机、锥齿轮、固定板、螺旋体外壳、螺旋体及与之配合的螺母、螺旋体保护罩及配合螺钉组成，所述电动机、固定板设有通孔并通过螺栓配合与支撑框架连接，所述螺旋体外壳设有螺纹孔并通过螺纹配合与固定板连接，螺旋体外壳内部设有四条滑槽，所述锥齿轮与螺旋体通过键进行连接，所述螺母内部设有内螺纹并与螺旋体螺旋连接，外部设有四个滑轨与螺旋体外壳内部四条滑槽配合，目的是保证螺母上下移动时保持轴心不发生偏离，下部设有螺纹孔并通过螺钉配合与螺旋体保护罩进行连接。所述螺旋体保护罩上部设有通孔、下部设有圆形滑槽、侧面设有圆周阵列四个螺纹孔。
进一步，作为优选，所述转换机构部分由支撑体、滚动体、滚动体支架及与之配合的螺钉、转换机构外罩、齿条、单杆液压缸、固定支座及配合螺栓、配合螺钉组成，所述支撑体上、下两面均设有圆形滑槽、圆周阵列六个螺纹孔，下方为齿轮轴，齿轮轴底部设有圆周阵列四个螺纹孔，所述齿轮轴与齿条进行啮合，所述齿条底部设有梯形凹槽、侧面设有四个螺纹孔并用螺钉配合与单杆液压缸连接，所述液压缸底部设有四个通孔并用螺栓配合与固定支座进行连接，所述固定支座设有通孔并与工作台和单杆液压缸用螺栓进行连接，所述滚动体支架设有十个滚动体穴，圆周阵列六个通孔并用螺钉配合与支撑体连接，所述转换机构外罩内部下方设有圆形滑槽，外部设有四个圆周阵列通孔并与螺旋体保护罩用螺钉连接。
进一步，作为优选，所述工作区部分由喷嘴部分、叶轮部分组成，所述喷嘴部分由支座、连接架及与之配合的销、定心支架、喷嘴组成，所述支座底部设有四个通孔、中部设有相离的两块薄板，薄板上部设有圆形通孔，所述连接架为相离的两相同直径的圆柱，圆柱中间设有薄板，其中一个圆柱上设有通孔并与销进行连接，另一种圆柱设有螺纹孔，所述定心支架设有半圆形薄壁，底部设有螺杆，所述喷嘴上方设有两个磨粒流入口，内部设有分流板，侧面设有线性阵列喷口。所述叶轮部分由叶轮、夹具体及与之配合的键、液压马达组成，所述夹具体由夹子及与之配合的螺母、固定架及与之配合的螺钉组成。所述液压马达设有阶梯轴，所述阶梯轴设有四个螺纹孔和两个键槽，所述固定架设有四个大直径通孔和四个小直径通孔并分别通过螺纹配合与夹子和液压马达的阶梯轴进行连接，所述阶梯轴上设有两键槽、圆周阵列四个螺纹孔，所述液压马达底部设有通孔并用螺栓配合与工作台连接。
附图说明
图1为高精度叶轮抛光设备总体装配示意图
图2为工作台内部装配示意图
图3为螺旋机构部分爆炸示意图
图4为转换机构部分爆炸示意图
图5为喷嘴部分爆炸示意图
图6为叶轮部分爆炸示意图
图7为固定板示意图
图8为螺旋体示意图
图9为螺旋体外壳剖视示意图
图10为螺母示意图
图11为螺旋体保护罩示意图
图12为滚动体支架示意图
图13为转换机构外壳示意图
图14为支撑体示意图
图15为齿条示意图
图16为固定支座示意图
图17为盖示意图
图18为连接杆示意图
图19为喷嘴示意图
图20为支座示意图
图21为连接架示意图
图22为定心支架示意图
图23为夹子示意图
图24为固定架示意图
图25为出料口示意图
图中：1、工作台，2、液压马达，3、滑轨，4、盖，4-1、滑槽，4-2、四个螺纹孔，4-3、半圆通孔，4-4、与固定支座配合的四个通孔，5、支撑框架，6、单杆液压缸，7、固定支座，7-1、与工作台配合的四个通孔，7-2、与单杆液压缸配合的四个通孔，7-3、梯形滑轨，8、固定板，8-1、固定板与螺旋体外壳配合的四个通孔，8-2、固定板与支撑框架配合的四个通孔，9、锥齿轮，10、电动机，11、螺旋体外壳，11-1、螺旋体外壳与螺旋体配合的通孔，11-2、螺旋体外壳与固定板配合的通孔，11-3、螺旋体外壳与螺母滑轨配合的滑槽，12、螺旋体保护罩，12-1、四个螺纹孔，12-2、四个通孔，12-3、圆形滑槽，13、转换机构外壳，13-1、圆周阵列四个通孔，13-2、圆形滑槽，13-3、通孔，14、齿条，14-1、四个螺纹孔，14-2、梯形槽，15、齿轮轴，15-1、圆周阵列六个通孔，15-2、圆形花槽，15-3、齿轮，15-4、圆周阵列四个螺纹孔16、连接杆，16-1、四个通孔，16-2、滑槽，17、双杆液压缸，18、螺旋体，18-1、螺旋体与锥齿轮配合的键槽，19、螺母，19-1、螺母滑轨，19-2、螺母与螺旋体配合的螺纹孔，19-3、螺母四个螺纹孔，20、出料口，21、固定架，21-1、与夹子配合的四个通孔，21-2、与阶梯轴配合的四个通孔，22、夹子，23、喷嘴，23-1、喷嘴入口，23-2、线性阵列喷嘴出口，23-3、盲孔，23-4、圆周阵列四个螺纹孔，24、叶轮，25、支座，25-1、与工作台配合四个通孔，25-2、与连接架配合的通孔，26、定心支架，27、滚动体，28、滚动体支架，28-1、滚动体穴，28-2、圆周阵列六个通孔，28-3、通孔，29、连接架，29-1、通孔，29-2、螺纹孔。
具体实施方式
本发明提供了一种高精度叶轮抛光设备，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明主要有四部分组成，分别为辅助部分、螺旋机构部分、转换机构部分、工作区部分。因本发明为复合结构，故采用由下至上安装顺序。所述该设备的辅助部分由工作台(1)、支撑框架(5)、滑轨(3)、盖(4)、出料口(20)、连接杆(16)及与之配合的螺钉、双杆液压缸(17)及配合螺栓、销组成，首先将支撑支架(5)用螺栓配合固定在工作台(1)上，然后将滑轨(3)用螺钉配合固定在工作台(1)上，盖(4)的滑槽(4-1)与滑轨(3)配合，连接杆(16)用螺钉固定在盖(4)上，然后将双杆液压缸(17)用螺栓固定在工作台(1)上，液压缸推杆与连接杆(16)用销连接，出料口(20)通过螺纹连接在工作台(1)底部，由此实现该设备辅助部分的安装工作。
所述工作区部分由喷嘴部分、叶轮部分组成，所述喷嘴部分由支座(25)、连接架(29)及与之配合的销、定心支架(26)、喷嘴(23)组成，首先将支座(25)通过螺栓配合与工作台(1)连接，连接架(29)通过销连接在支座(25)上，定心支架(26)通过螺纹连接在连接架(29)上，然后将喷嘴(23)与定心支架(26)同轴切相切。所述叶轮部分由叶轮(24)、夹具体及与之配合的键、液压马达(2)组成，所述夹具体由夹子(22)及与之配合的螺母、固定架(21)及与之配合的螺钉组成，首先将液压马达(2)用螺栓连接在工作台(1)上，然后将固定架(21)用键和配合螺钉固定在液压马达(2)的阶梯轴上，然后将叶轮(24)用键固定在阶梯轴上并由夹子(22)及其配合螺母将叶轮(24)夹紧在固定架(21)上，由此实现该设备工作区部分的安装工作。
所述转换机构部分由支撑体(15)、滚动体(27)、滚动体支架(28)及与之配合的螺钉、转换机构外罩(13)、齿条(14)、单杆液压缸(6)、固定支座(7)及配合螺栓、配合螺钉组成，首先将滚动体(27)放置于滚动体支架(28)上的滚动体穴(28-1)中，然后将滚动体支架(28)与支撑体(15)用螺钉连接，转换机构外罩(13)内部的滑槽(13-2)与滚动体(27)相切，然后将固定支座(7)通过螺栓配合固定在盖(4)，将单杆液压缸(6)通过螺栓固定在固定支座(7)上，将齿条(14)用螺钉连接在单杆液压缸(6)的推杆上并将齿条(14)底部的梯形槽(14-2)与固定支座(7)上的梯形滑轨(7-2)重合，且齿条(14)与支撑体(15)上的齿轮(15-3)啮合，然后将支撑体(15)底部阶梯轴嵌入到喷嘴(23)上的盲孔(23-3)内，并通过螺钉配合将两者固定，由此实现了该设备转换机构部分的安装工作。
所述螺旋机构部分由电动机(10)、锥齿轮(9)、固定板(8)、螺旋体外壳(11)、螺旋体(18)及与之配合的螺母(19)、螺旋体保护罩(12)及配合螺钉组成，首先将电动机(10)通过螺栓配合连接在支撑框架(5)上，锥齿轮1(9)由键连接在电动机(10)的轴上并将轴与孔过盈配合，锥齿轮2(9)由键连接在螺旋体(18)的轴上并将轴与孔过盈配合，然后将固定板(8)与支撑框架(5)用螺栓连接，并将固定板(8)通过螺栓连接固定在螺旋体外壳(11)上，然后将螺母(19)与螺旋体螺旋配合，并将螺母上的滑轨(19-1)与螺旋体外壳内的滑槽(11-3)相切，然后将螺旋体保护罩(12)用螺钉连接在螺母(19)上，同时，螺旋体保护罩底部圆形滑槽(12-3)与滚动体(27)相切，并将转换机构外罩(13)与螺旋体保护罩(12)用螺钉连接，由此实现该设备转换机构部分的安装工作。
本设备的辅助部分可在工作过程中防止液体飞溅，并将废料排出，螺旋机构部分可实现喷嘴上下移动，便于叶轮的安装与拆卸，转换机构部分可改变喷嘴与叶轮的相对位置，可实现多角度加工叶轮，尤其是叶片背面的盲区，工作区部分可使叶轮在加工过程中转动，使加工更加均匀。
本设备在运行时，首先将确认叶轮(24)已经夹紧并可以转动，然后将电动机(10)通电，通过双杆液压缸将盖关闭，并通过螺旋机构部分和转换机构部分进行调节，待喷嘴(23)置于定心支架(26)上，然后将液压马达通电，叶轮(24)开始转动，接通磨粒流流体于喷嘴入口(23-1)，最后开始进行磨粒流精密加工叶轮工作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于，该设备由辅助部分、螺旋机构部分、转换机构部分及工作区部分组成，所述辅助部分由工作台、支撑框架、滑轨、盖、连接杆及与之配合的螺钉、出料口、双杆液压缸及配合螺栓、销组成，所述螺旋机构部分由电动机、锥齿轮、固定板、螺旋体外壳、螺旋体及与之配合的螺母、螺旋体保护罩及配合螺钉组成，所述转换机构部分由支撑体、滚动体、滚动体支架及与之配合的螺钉、转换机构外罩、齿条、单杆液压缸、固定支座及配合螺栓、配合螺钉组成，所述工作区部分由喷嘴部分、叶轮部分组成，所述喷嘴部分由支座、连接架及与之配合的销、定心支架、喷嘴组成，所述叶轮部分由叶轮、夹具体及与之配合的键、液压马达组成，所述夹具体由夹子及与之配合的螺母、固定架及与之配合的螺钉组成。
2.根据权利要求1所述的一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于：所述辅助部分由工作台、支撑框架、滑轨、盖、连接杆及与之配合的螺钉、出料口、双杆液压缸及配合螺栓组成，所述工作台、支撑支架、连接杆、双杆液压缸设有通孔并通过螺栓配合与工作台连接，底部设有孔，所述滑轨、盖设有螺纹孔并通过螺钉配合分别与工作台、连接杆连接，所述出料口设有外螺纹与并工作台螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于：所述螺旋机构部分由电动机、锥齿轮、固定板、螺旋体外壳、螺旋体及与之配合的螺母、螺旋体保护罩及配合螺钉组成，所述电动机、固定板设有通孔并通过螺栓配合与支撑框架连接，所述螺旋体外壳设有螺纹孔并通过螺纹配合与固定板连接，螺旋体外壳内部设有四条滑槽，所述锥齿轮与螺旋体通过键进行连接，所述螺母内部设有内螺纹并与螺旋体螺旋连接，外部设有四个滑轨与螺旋体外壳内部四条滑槽配合，目的是保证螺母上下移动时保持轴心不发生偏离，下部设有螺纹孔并通过螺钉配合与螺旋体保护罩进行连接。所述螺旋体保护罩上部设有通孔、下部设有圆形滑槽、侧面设有圆周阵列四个螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于：所述转换机构部分由支撑体、滚动体、滚动体支架及与之配合的螺钉、转换机构外罩、齿条、单杆液压缸、固定支座及配合螺栓、配合螺钉组成，所述支撑体上、下两面均设有圆形滑槽、圆周阵列六个螺纹孔，下方为齿轮轴，齿轮轴底部设有圆周阵列四个螺纹孔，所述齿轮轴与齿条进行啮合，所述齿条底部设有梯形凹槽、侧面设有四个螺纹孔并用螺钉配合与单杆液压缸连接，所述液压缸底部设有四个通孔并用螺栓配合与固定支座进行连接，所述固定支座设有通孔并与工作台和单杆液压缸用螺栓进行连接，所述滚动体支架设有十个滚动体穴，圆周阵列六个通孔并用螺钉配合与支撑体连接，所述转换机构外罩内部下方设有圆形滑槽，外部设有四个圆周阵列通孔并与螺旋体保护罩用螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的一种高精度叶轮抛光设备，其特征在于：所述工作区部分由喷嘴部分、叶轮部分组成，所述喷嘴部分由支座、连接架及与之配合的销、定心支架、喷嘴组成，所述支座底部设有四个通孔、中部设有相离的两块薄板，薄板上部设有圆形通孔，所述连接架为相离的两相同直径的圆柱，圆柱中间设有薄板，其中一个圆柱上设有通孔并与销进行连接，另一种圆柱设有螺纹孔，所述定心支架设有半圆形薄壁，底部设有螺杆，所述喷嘴上方设有两个磨粒流入口，内部设有分流板，侧面设有线性阵列喷口。所述叶轮部分由叶轮、夹具体及与之配合的键、液压马达组成，所述夹具体由夹子及与之配合的螺母、固定架及与之配合的螺钉组成。所述液压马达设有阶梯轴，所述阶梯轴设有四个螺纹孔和两个键槽，所述固定架设有四个大直径通孔和四个小直径通孔并分别通过螺纹配合与夹子和液压马达的阶梯轴进行连接，所述阶梯轴上设有两键槽、圆周阵列四个螺纹孔，所述液压马达底部设有通孔并用螺栓配合与工作台连接。
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