CN112412974B - 一种大型外旋转运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型外旋转运动机构，包括中心柱、旋转机架和回转定心装置，所述旋转机架通过回转定心装置绕中心柱转动，所述回转定心装置设于中心柱和旋转机架之间，所述回转定心装置包括至少两组滚动单元，至少两组滚动单元位于中心柱外圆周面周向的不同位置，所述滚动单元非固定安装于旋转机架，所述滚动单元设有导轮组，所述导轮组滚动于中心柱的外圆周面，所述导轮组相对中心柱和旋转机架摆动，所述旋转机架的旋转中心通过导轮组的摆动与中心柱的同圆心。本发明的大型外旋转运动机构，无需另设调心工具，自动定心，并且滚动副装配精度高，受力均衡。

Description

一种大型外旋转运动机构

技术领域

本发明涉及大型工程机械旋转设备结构技术领域，具体涉及一种大型外旋转运动机构。

背景技术

在工程机械中，基于成本、环境条件、便于实施等综合因素，常采用导轮滚道结构作为大直径回转中心柱的回转定心及径向支撑机构(如图1所示)。这种定心机构应用广泛，日臻成熟。这种结构中，中心柱的圆心即为机架的回转中心。机架上安装有数个支撑轮4，按中心柱直径通常为4、6、8……等偶数个，一般以中心柱均匀对称分布，通过预先定位在中心柱上的滚道对这些支撑轮进行约束，从而实现机架的圆心定位。但是在实际工况中，这些支撑轮4各自独立安装在大型焊接结构件上进行定位安装，所以在制造精度、工作应力、环境温度等影响下，难以保证这些支撑轮4相互之间的精度要求，也难以保证支撑轮4相对中心柱滚道滚动面在空间精度方面(轴线的重合度、端面的平行度、径向跳动)的要求。

为了提高整机对回转同心度的要求，可以通过在导轮铰接座处增加调节垫片5来调解支撑轮4与滚道之间的间隙。但是采用这种结构其滚动副难以精确定心，支撑轮4与滚道之间的间隙调整费工费时，并且难以保证在回转机架上安装行星轮传动副时的齿轮啮合侧隙所需精度的要求。使得设备在作业过程中经常有支撑轮4受力不均匀、滚道易点蚀、传动不平稳、有震动、噪音大等现象，增加了设备安装调整调试、日常检修维护工作量。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种大型外旋转运动机构，无需另设调心工具，自动定心，并且滚动副装配精度高，受力均衡。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种大型外旋转运动机构，包括中心柱、旋转机架和回转定心装置，所述旋转机架通过回转定心装置绕中心柱转动，所述回转定心装置设于中心柱和旋转机架之间，所述回转定心装置包括至少两组滚动单元，至少两组滚动单元位于中心柱外圆周面周向的不同位置，所述滚动单元非固定安装于旋转机架，所述滚动单元设有导轮组，所述导轮组滚动于中心柱的外圆周面，所述导轮组相对中心柱和旋转机架摆动，所述旋转机架的旋转中心通过导轮组的摆动与中心柱的同圆心。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选地，一组所述滚动单元设置于旋转机架的定位基准处，最少有一组所述滚动单元用于调节旋转机架位置。

优选地，所述滚动单元设有两个调节摆杆，所述导轮组设有两组，两个所述调节摆杆的一端与旋转机架铰接，所述导轮组安装于调节摆杆。

优选地，所述滚动单元还设有铰接座，所述铰接座安装于旋转机架，两个所述调节摆杆的一端通过铰轴与铰接座连接。

优选地，所述滚动单元还设有直径调节组件，所述直径调节组件设于两个调节摆杆与铰接座的连接处，所述直径调节组件与两个调节摆杆铰接。

优选地，所述导轮组与调节摆杆铰接。

优选地，所述导轮组设有偶数倍的导轮，所述导轮组通过一平衡摆杆与调节摆杆铰接。

优选地，所述导轮组设有四个导轮，所述平衡摆杆的两端分别铰接一双辊摆杆，所述双辊摆杆设置两个导轮。

优选地，所述滚动单元设有三个，三个所述滚动单元沿中心柱周向均匀布设。

优选地，三个所述滚动单元中最多有一组设置于旋转机架的定位基准处。定位基准处的滚动单元的设定位置是旋转机架最终定位于中心柱的基准。

优选地，各导轮组滚轮可共同形成包络圆周，这个包络圆能够满足对中心柱滚道形成约束，并与其组成滚动副。

本发明提供的大型外旋转运动机构，与现有技术相比有以下优点：

(1)本发明的大型外旋转运动机构，不需要另外准备调心工具，即可调节旋转机架与中心柱同心，利用滚动单元导轮组的作用反力既可以实现旋转机架位移，使得以中心柱圆心做回转运动功能要求的旋转机架能够简单、便捷的调整定位，达到以中心柱圆心做回转运动的要求。

(2)本发明的大型外旋转运动机构，由于所有滚动单元都通过铰接座安装在旋转机架上，因此均具有角度自动补偿功能，可以消除在安装和调整过程中对中误差所产生的应力。

(3)本发明的大型外旋转运动机构，在最后定位阶段，收紧任何一个直径调节组件都会在各导轮组杠杆力共同作用下使得三个铰接座受力相等，从而使所有导轮均可实现全部自动贴合、间隙一致且受力均衡，即所有的导轮都可做到了有效定位支撑，并确保滚动副装配精度。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明应用实施时的结构示意图。

图中标号说明：

1、中心柱；2、旋转机架；3、滚动单元；31、导轮组；32、调节摆杆；33、铰接座；34、直径调节组件；341、连接座；342、销轴；343、双旋向螺旋杆；35、平衡摆杆；36、双辊摆杆；4、支撑轮；5、调节垫片。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2示出了本发明大型外旋转运动机构的一种实施方式，机构包括中心柱1、旋转机架2和回转定心装置，旋转机架2通过回转定心装置绕中心柱1转动，中心柱1固定，旋转机架2定位于中心柱1滚道圆，并绕其圆心轴线回转。

回转定心装置设于中心柱1和旋转机架2之间，回转定心装置包括至少两组滚动单元3，至少两组滚动单元3位于中心柱1外圆周面周向的不同位置，滚动单元3非固定安装于旋转机架2，滚动单元3设有导轮组31，导轮组31滚动于中心柱1的外圆周面，导轮组31相对中心柱1和旋转机架2摆动，旋转机架2的旋转中心通过导轮组31的摆动与中心柱1的同圆心。

本实施例中，滚动单元3设有三个，三个滚动单元3沿中心柱1周向均匀布设，按照夹角120°布置。其中两个滚动单元3用于调节滚动圆直径与调整位移；还有一个滚动单元3用于基础定位，设置于旋转机架2的定位基准处。调节用的滚动单元3和定位用的滚动单元3通过铰轴安装在旋转机架2上，因此可以在中心柱1作用反力的作用下摆动一定角度，以用来消除在安装和调整过程中对中误差所产生的应力。

本实施例中，调节用的滚动单元3包括调节摆杆32、铰接座33、直径调节组件34和2个导轮组31，铰接座33安装于旋转机架2，调节摆杆32设有2个，两个调节摆杆32位于铰接座33的两侧，两个调节摆杆32的一端通过铰轴与铰接座33连接，每个调节摆杆32的另一端与一导轮组31铰接。定位用的滚动单元3不设置直径调节组件34，且调节摆杆32只设有一个，为弧形。

本实施例中，直径调节组件34设于两个调节摆杆32与铰接座33的连接处，直径调节组件34与两个调节摆杆32铰接。直径调节组件34由连接座341、销轴342、双旋向螺旋杆343组成，双旋向螺旋杆343一端与连接座341螺纹连接，一端通过销轴342与调节摆杆32铰接，当双旋向螺旋杆343定位锁定后，调节摆杆32固定。

本实施例中，导轮组31设有偶数倍的导轮，本实施例中每组导轮组31设置4个导轮，导轮组31通过一平衡摆杆35与调节摆杆32铰接。平衡摆杆35的两端分别铰接一双辊摆杆36，每个双辊摆杆36的两端分别设置一个导轮，构成径向双轮，双棍摆杆上开设有与平衡摆杆35连接用的轴孔，轴孔位于两个导轮轴心连线的中点，4个导轮通过双棍摆杆铰接于平衡摆杆35，构成径向四轮。

本实施例中，旋转机架2分为两部分，用于定位的滚动单元3布置在旋转机架2的一个部分，另两个滚动单元3布置在旋转机架2的另一部分上。在安装或需要做调正回转中心要求的工况时，利用调节滚动单元3的调节摆杆32在闭合过程中导轮对中心柱1的反作用力，使得旋转机架2自动向偏心反方向位移，直至调节滚动单元3与定位滚动单元3的导轮均与中心柱1圆心外圆表面贴合。这时，旋转机架2自动与回转中心对正。如图3所示，具体调节过程如下：

首先将布置在旋转机架2上的两组直径调节组件34的双旋向螺旋杆343伸长，使两组调节滚动单元3的调节摆杆32之间夹角放大，得到导轮包络直径大于中心柱1滚道直径。再将两个解体的1/2旋转机架2环绕中心柱1组成整体。这样，三个八轮的滚动单元3通过24个导轮包络成一个大于中心柱1滚道直径的圆，但此时其圆心没有与中心柱1轴线同心，并且这个圆心是随机的。

径向双轮可以围绕各自的安装轴做旋转摆动，径向四轮也可以围绕平衡摆杆35与调节摆杆32的铰接点做旋转摆动，调节摆杆32能够围绕与铰接座33的铰接点做旋转摆动，则两个导轮组31组成的八轮径向调节结构。

此时，八轮径向调节结构可围绕铰接座33的铰轴做同心摆动。

这样，当一侧的导轮组31导轮受力且传递到调节摆杆32时，则在杠杆力作用下使同组对称于铰接座33轴线另一端的导轮组31向受力端靠近。即如果调节摆杆32在闭合过程中中心柱1对八轮径向调节机构中的任一个导轮径向施力时，则在杠杆力作用下在双辊摆杆36另一端的导轮即会同时向中心柱1靠近，直至两个导轮同时贴合在滚道面上为止。即这个径向双轮的两轮同时受力。这样，所受到的外力将传递到其回转芯轴上，从而传递到平衡摆杆35上。

同理，任何一个径向双轮在受到外力时，则在杠杆力作用下该径向双轮和平衡摆杆35另一端的径向双轮会同时与该杆件压紧，即这两个径向双轮同时受力。以此类推，如果外力继续施加，在下一级芯轴及杠杆力作用下，所有径向导轮均可实现自动贴合、间隙一致且受力均衡。即本组的八个导轮都可做到了对中心柱1有效定位支撑。

中心柱1圆心位置确定，移动机架实现同心定位。用于中心柱1固定，机架定位于中心柱1滚道圆，并绕其圆心轴线回转。

在最后定位阶段，收紧任何一个直径调节组件34都会在各导轮组31杠杆力共同作用下使得三个铰接座33受力相等，从而使所有导轮均可实现全部自动贴合、间隙一致且受力均衡。即所有的径向导轮都可做到了有效定位支撑，并确保滚动副装配精度。

上述实施案例只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种大型外旋转运动机构，其特征在于，包括中心柱、旋转机架和回转定心装置，所述旋转机架通过回转定心装置绕中心柱转动，所述回转定心装置设于中心柱和旋转机架之间，所述回转定心装置包括三组滚动单元，三组所述滚动单元沿中心柱周向均匀布设，所述滚动单元非固定安装于旋转机架，所述滚动单元设有导轮组，所述导轮组滚动于中心柱的外圆周面，所述导轮组相对中心柱和旋转机架摆动，所述旋转机架的旋转中心通过导轮组的摆动与中心柱的同圆心；一组所述滚动单元设置于旋转机架的定位基准处；有两组所述滚动单元用于调节旋转机架位置；所述用于调节旋转机架位置的滚动单元设有两个调节摆杆，所述导轮组设有两组，两个所述调节摆杆的一端与旋转机架铰接，所述导轮组安装于调节摆杆；所述滚动单元还设有直径调节组件，所述直径调节组件与两个调节摆杆铰接。

2.根据权利要求1所述的大型外旋转运动机构，其特征在于，所述滚动单元还设有铰接座，所述铰接座安装于旋转机架，两个所述调节摆杆的一端通过铰轴与铰接座连接。

3.根据权利要求1所述的大型外旋转运动机构，其特征在于，所述导轮组与调节摆杆铰接。

4.根据权利要求3所述的大型外旋转运动机构，其特征在于，所述导轮组设有偶数倍的导轮，所述导轮组通过一平衡摆杆与调节摆杆铰接。

5.根据权利要求4所述的大型外旋转运动机构，其特征在于，所述导轮组设有四个导轮，所述平衡摆杆的两端分别铰接一双辊摆杆，所述双辊摆杆设置两个导轮。

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