CN1136077C - 磁力驱动的砂轮轴组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸轮磨削机砂轮的驱动装置，其中提供了一个带有传动轮(3)的电动机，所述传动轮(3)上设置有等间距的环形凹槽(30)并且在这些环形凹槽(30)的径向表面上装配有永磁铁(22)。提供了一个设置有等间距环形凹槽(29)的砂轮轴转子(4)，在这些环形凹槽(29)的径向表面上装配有永磁铁(23)，其中传动轮(3)上装配有永磁铁(22)的环形凹槽(30)和转子(4)相互啮合。

Description

磁力驱动的砂轮轴组件

技术领域

本发明涉及一种凸轮磨削机砂轮的驱动装置，用该凸轮磨削机可以磨削出具有凹腹的凸轮。

背景技术

具有凹面轮廓凸轮的磨削属于现有的技术领域，其中所用砂轮的半径要比凸轮凹入区的曲率半径小。DE 44 26 452 C1特别公开了一种利用三个砂轮在凸轮轴上磨削出具有凹腹凸轮的机床。该机床包括一个横放在其床身上的滑座，该滑座相对于被磨削的凸轮轴来说朝着其径向方向，且在该滑座上安装有两根砂轮轴，其中一根轴上有一个粗磨砂轮，另一根有一个精磨砂轮。这两根砂轮轴以其中轴线相互交叉成一个角度或相互平行的方式安装在一个共用的主轴箱内。主轴箱以一条垂直于凸轮轴而运行的轴为中心轴。一个第三砂轮安装在精磨砂轮所在的轴上并邻近精磨砂轮，该第三砂轮的直径大致相当于凸轮轴上被磨削凸轮凹腹半径的两倍。该现有技术没有包含有关砂轮轴驱动类型的任何更为详细的信息。

一种根据自动分段控制原理而制造的磨床以前在DE 41 37 924 C2中已详细地进行过描述。该磨床包括一个第一磨削滑座，该滑座沿着与凸轮轴中心线长度方向相垂直的方向移动并装有一个大直径的第一砂轮。一个第二滑座安装在第一滑座上并装有一个第二砂轮，该第二砂轮的直径比凸轮上被磨出的凹腹的曲率半径要小。该现有技术也没有包含有关砂轮轴驱动更广泛的信息。

DE 196 35 687公开了一种凸轮轴磨削机，其中砂轮轴组件是通过流体动压或流体静压的方式安装的。

最后，磨床的砂轮轴无论是通过一个高频砂轮轴电机直接驱动还是由一个皮带驱动，该磨床都属于现有技术领域。然而，砂轮轴用一个高频电机直接驱动有其缺点，即由于高频电机的尺寸，对于凸轮轴的长度高频电机只容许凸轮轴一个有限的尺寸，对于基圆的半径高频电机只允许凸轮间距的一个有限的尺寸。另一方面，砂轮轴由皮带传动来驱动也有其缺点即预先确定的皮带轮只能传递有限的输出功率，并且当目前还是不可缺少的皮带以恰当的角度倾斜时，由于它的预拉伸，会施加给其邻近轴承大的径向力。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂轮驱动装置，利用该驱动装置可以消除利用高频电机直接驱动和利用皮带传动驱动带来的缺点。另外，该驱动装置能够以不同的直径比和长度来实现，所以能够在一个宽的范围内传递输出功率和速度。

为实现上述目的，本发明提供一种砂轮驱动装置，其特征在于电动机上设置有一个传动轮，该传动轮上设置有等间距的环形凹槽，在这些环形凹槽的径向表面上装配有永磁铁，砂轮轴转子上设置有等间距的环形凹槽，这些环形凹槽的径向表面上装配有永磁铁，传动轮和转子上的这些装配有永磁铁的环形凹槽之间相互啮合。

优选的是，驱动电机和传动轮有一个箱体，在该箱体内，在砂轮轴转子安装的区域内有一个同砂轮轴长度和直径相一致的开口，砂轮轴转子有一个截开的箱体，砂轮轴转子通过其两端被安装在截开的箱体内，截开的箱体能够以适当拆换的方式安装在驱动箱体的开口上。

优选的是，砂轮轴转子的一端装有一个砂轮。

优选的是，砂轮轴转子安装在截开的箱体内并且砂轮所在的一端安装在一个固定支承件内，另一端安装在一个浮动的支承件内。固定支承件和浮动支承件都设计成无间隙预装的滚动轴承装配件。

优选的是，砂轮轴转子有一个轴头，在该轴头上通过固定件能够固定一个砂轮。砂轮轴组件设计成一个能以不同尺寸进行更换的可换砂轮轴组件。砂轮轴转子有一个轴头，在该轴头上通过固定件能够固定一个砂轮。

根据本发明，发明目的是以这样的一个方式实现的，即利用一个砂轮轴电机传递输出功率和转矩的砂轮轴组件的驱动以磁力方式来实现。为了这个目的所提供的是一个同驱动电机相联接的传动轮。在该传动轮的圆周上排列着等间距的永磁铁环，啮合在这些永磁铁环之间间隙内的是砂轮轴组件上以等间距方式排列的永磁铁环。传动轮和砂轮轴转子上的永磁铁环以一个相对另一个不接触的方式排列。在每种情况下，在中心线方向上给出的空隙是，例如0.05到0.4mm。在该例中，传动轮上的磁铁环啮合在砂轮轴转子上等间距的磁铁环所形成的间隙内，反之亦然。

本发明的一个实施例中，在传动轮的圆周宽度上设置有等间距的凹槽，这些凹槽以径向环绕的方式排列并且在它们的侧平面上镶有小的永磁铁。鉴于传动轮上镶有永磁铁凹槽的宽度，在砂轮轴转子的圆周宽度上提供了同这些间隙相配的凹槽并且在它们的侧平面上也同样镶有永磁铁。这种设计同时也考虑了这样的事实即凹槽上镶有永磁铁的环形侧平面在力矩传递时一个同另一个是不接触的，例如它们一个同另一个相距一定的距离。在该设计中，中心线方向的空隙也是，例如0.05到0.4mm。

驱动电机和传动轮的中心轴彼此正对并同砂轮轴转子的中心轴平行放置。砂轮轴转子的中心轴依次最佳地放置在一个水平和一个竖直的并同凸轮轴的中心轴平行的平面内。

带有传动轮的驱动电机和砂轮轴转子分别放置在一个箱体内，这些箱体通过螺栓彼此相联。这两个彼此相连的箱体同沿轴X方向能移动的砂轮轴轴头箱相固定。砂轮位于砂轮轴转子的一个自由端。砂轮轴转子的两个末端部位安装在无间隙预装的滚动支承装配件内，砂轮轴转子上砂轮所在的一端为一个固定支承组件而相反的一端为一个浮动支承组件。

完整的砂轮轴组件包括一个设计成薄壁的箱体，所以相对于邻近凸轮轴上的凸轮而言仍有充足的空间；因为考虑到凸轮轴上彼此靠近的凸轮在凸轮轴上的角度位置不同，相对于凸轮的基圆半径而言这些凸轮有一个增大了的回转半径。

这个朝着凸轮轴被罩在箱体内并同箱体相固定的完整砂轮轴组件完全可以用另外的砂轮轴组件代替。在这种方式下，由于进给线没有达到轴承和砂轮轴组件，所以就可以利用不同尺寸的砂轮轴组件，如尺寸段，以满足不同的需求。这其中包含的优点是对于磨削中不同的需求，特别是对于砂轮的的直径，不同的砂轮轴组件能够通过简单的置换得到更换。依据现场要解决的磨削问题，由此使用相应不同的合适的砂轮轴组件，传动轮和砂轮轴转子的直径比决定了传动比。如果砂轮轴转子的直径增大，能够传递的转矩也增加，因为使用较大的砂轮就必须得有一个较大的转矩。

附图说明

根据图1至图4，下面结合附图对本发明所述的驱动装置进行更为详细的说明，其中：

图1为同驱动电机相联接的传动轮长度方向的一个局部截面图，同时有一个同传动轮平行安装以便在圆周上同传动轮啮合的砂轮轴转子和一个同样与传动轮平行安装的凸轮轴；

图2为根据图1的设计并有一个在轴X方向上工作的砂轮轴头箱；

图3为根据图2中截面B-B剖开的放大剖面图；和

图4为一个砂轮轴组件设计长度方向上的一个局部截面图，该砂轮轴组件装在滚动轴承上并有一个用于磁力驱动的电机。

具体实施方式

图1为砂轮轴组件7长度方向的一个局部截面图，它的每个端部装在滚动轴承内并有一个磁力驱动的砂轮轴转子4，在转子的圆周上，排列着等间距的环形永磁铁23。在传动轮3的圆周表面上排列着等间距的环形永磁铁22，其啮合在永磁铁23所形成的余隙空间内并有微小缝隙。传动轮3与一个驱动电机顺序联接，例如该驱动电机可以是一个电动机。当传动轮3运行时，永磁铁22和永磁铁23相互啮合，因此可以实现磁力矩向砂轮轴转子4的传递。传动轮3通过螺栓2和驱动电机1相联接。以这样的安排，从传动轮3与砂轮轴转子4的直径比可以得到传动比。

在本发明的一个实施例中，传动轮3的外圆周表面上有径向设计的环形凹槽30，这些凹槽是以径向环绕的方式在传动轮3的轮体上加工而成并且在其侧平面上镶有小的永磁铁22。砂轮轴转子4上也有径向设计的环形凹槽29，这些凹槽也是通过加工制成并且在其侧平面上镶有小的永磁铁23。凹槽29和30在整个圆周的宽度上等间距地以这样的方式排列，即在装配时，镶有永磁铁22和23的凹槽要确保一种使它们之间以一种不接触方式啮合的排列。在这种方式下，传动轮3的转矩就通过磁力传递给砂轮轴转子4。

在砂轮轴转子4的一个自由端上装有一个砂轮25，该砂轮用螺栓26固定在砂轮轴转子4的端部。从砂轮25起，在轴线方向紧接着设置一套固定支承件5，例如可以是一个无缝隙预装的滚动支承装配件并被安装在箱体7内对着砂轮的部位。在砂轮轴转子4相反的另一端设置的是一个浮动支承件6，例如同样可以是一个无缝隙预装的滚动支承装配件并同样被安装在箱体7内同砂轮相反的部位。等间距的环形永磁铁23排列在固定支承件5和浮动支承件6之间的砂轮轴转子4的圆周表面上。所给的凸轮轴9同电动机传动装置平行，该装置包括驱动电机1，传动轮3，带有砂轮轴转子4的砂轮轴组件7并且通过环形永磁铁22，23处于啮合状态。

图2所示为用螺栓2同驱动电机1相固定的传动轮3。此外，还标示出了传动轮3和驱动电机1用的箱体，该箱体利用一个在计算机数字化控制(CNC)下移动的轴X同砂轮轴头箱12相结合。而且，这个图示强调了有指示符C的截面B-B的视图，如图3和图4中所示。传动轮3利用螺栓2同驱动电机1以对正的方式相固定以顺应中心轴线13。在其一侧的端部装有一个砂轮25的砂轮轴转子4同中心轴线13平行放置，如其中心轴线14所显示的一样。

图3为根据图2中截面B-B的剖面图。相应地，提供了箱体7的一个半壳体，这个半壳体在直径上同砂轮轴转子4相适应并延伸至砂轮轴转子4的整个长度上，并且它两侧的固定凸缘能够插入罩盖驱动电机1和传动轮3的箱体8上的相应孔口内。箱体7和箱体8用螺栓17联接。箱体7的外部壳体上有一个薄壁区27。固定支承件5和浮动支承件6又分别安装在一个第二半壳体7内。中心轴线14与驱动电机1和传动轮3的共同中心轴线13平行。从凸轮轴9的一个相关连的截面图中，我们可以看到截面图中所显示的一个有相对凹腹区20和21的凸轮。另外，如图1所示的截面A-A包含在图3中。

最后，图4为传动轮3整个圆周宽度一侧上的等间距的环形永磁铁22和环形永磁铁23处于啮合状态时的一个局部截面图，永磁铁23从砂轮轴转子4的圆周表面径向突出并被排列起来以啮合在传动轮3上的永磁铁22之间。另外，图中还显示了通过在传动轮3的表面区域加工制成的凹槽是以等间距的方式径向设计提供的，在这些凹槽的侧平面上镶有小的永磁铁22。因此凹槽30被永磁铁22在两侧以环形的方式覆盖，或是后者是黏附地结合在所说的凹槽上。以相似的方式，砂轮轴转子4上也提供有等间距的加工凹槽29，同样在其侧平面上镶有小的永磁铁23，或是后者黏附地结合在凹槽上。在本发明的一个实施例中，这些侧平面可以是有黏附地结合在其上面的永磁铁22和23也可以是用永磁的烧结金属合金覆盖上。

Claims (8)

1、一种凸轮磨削机上砂轮的驱动装置，其特征在于：电动机上设置有一个传动轮，该传动轮上设置有等间距的环形凹槽，在这些环形凹槽的径向表面上装配有永磁铁，砂轮轴转子上设置有等间距的环形凹槽，这些环形凹槽的径向表面上装配有永磁铁，传动轮和转子上的这些装配有永磁铁的环形凹槽之间相互啮合。

2、根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于：驱动电机和传动轮有一个箱体，在该箱体内，在砂轮轴转子安装的区域内有一个同砂轮轴长度和直径相一致的开口，砂轮轴转子有一个截开的箱体，砂轮轴转子通过其两端被安装在截开的箱体内，截开的箱体能够以适当拆换的方式安装在驱动箱体的开口上。

3、根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于：所述砂轮轴转子的一端装有一个砂轮。

4、根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于：所述砂轮轴转子安装在截开的箱体内并且砂轮所在的一端安装在一个固定支承件内，另一端安装在一个浮动的支承件内。

5、根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述固定支承件和浮动支承件都设计成无间隙预装的滚动轴承装配件。

6、根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于：所述砂轮轴转子有一个轴头，在该轴头上通过固定件能够固定一个砂轮。

7、根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于：所述砂轮轴组件设计成一个能以不同尺寸进行更换的可换砂轮轴组件。

8、根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于：所述砂轮轴转子有一个轴头，在该轴头上通过固定件能够固定一个砂轮。

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