CN113618404A - 一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，包括主轴、轴座、轴向进给机构、刀盘和碰块；主轴贯穿于臂架平衡梁的铰接孔内；轴座用于支撑主轴，在轴座上连接有驱动装置；轴向进给机构用于推动主轴沿轴向移动；刀盘包括盘体、齿轮轴、拐臂和具有齿条结构的滑块；当刀盘随主轴转动时，拐臂周期性地碰触碰块，通过螺旋槽与径向销轴的配合使齿轮轴旋转一定角度，同时使拐臂发生轴向移动，脱离与碰块的接触。本发明极大的简化了臂架平衡梁加工设备的结构，所有部件都便于移动，而且能够快速地在工件的焊接场地进行现场安装。经过一次安装定位后，可实现对臂架平衡梁铰接孔和内端面的顺次加工。本发明成本低，加工周期短、效率高，不易产生废品。

Description

一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其是涉及一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置。
背景技术
如图1所示，门座起重机的臂架平衡梁为大型焊接件，在臂架平衡梁的末端焊接有四个轴套。整体焊接成型后，需要将轴套的内孔加工成铰接孔，还需要对同侧的两个轴套的内端面进行加工。加工后，要求四个铰接孔同轴，内端面垂直于铰接孔。
由于门座起重机臂架平衡梁的体型巨大，现有的手段只能通过大型落地镗床加工铰接孔和内端面。在加工时需要接长刀杆，还需要多次移动工件，每次移动工件都要对工件进行找正和定位。这种加工方式，一是移动、找正工件的用时长，而加工的时间短，镗床的利用率低；二是工件的加工周期长、效率低；三是容易造成内端面与铰接孔不垂直，产生废品。尤为重要的是，由于臂架平衡梁的体型巨大，在每一次对工件进行重新定位后，微小的角度误差都会被放大很多倍，会使镗削的内端面发生偏斜，造成内端面与铰接孔不垂直。这将严重地影响臂架平衡梁的装配。
臂架平衡梁是门座起重机的重要部件，因此有必要对其加工设备进行全新的设计，以解决上述问题。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其目的在于：不再移动工件，一次定位便可实现对铰接孔和内端面的加工。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，包括：
主轴，贯穿于臂架平衡梁的铰接孔内；
轴座，用于支撑主轴；轴座至少为两个，在其中的一个轴座上连接有驱动装置，驱动装置用于驱动主轴旋转；
轴向进给机构，用于推动主轴沿轴向移动，包括丝杠和滑套；在滑套上可转动地连接有丝杠螺母，丝杠的一端与轴座固连，另一端与丝杠螺母螺接；滑套间隙地套在主轴上，并通过推力轴承与主轴轴向连接；
刀盘，包括盘体、齿轮轴、拐臂和具有齿条结构的滑块；盘体可拆卸地连接在主轴上，在盘体上沿主轴的径向方向设有滑轨；滑块用于安装刀杆，滑块与盘体上的滑轨滑动连接；齿轮轴的一端设有齿轮，另一端设有径向销轴，具有齿轮的一端安装在盘体上，齿轮与滑块上的齿条啮合连接；拐臂设有与齿轮轴间隙连接的通孔，在通孔内设有与径向销轴配合连接的螺旋槽，在拐臂与齿轮轴之间连接有扭簧；在盘体上还安装有棘轮机构，棘轮机构中的棘轮与滑块上的齿条啮合连接，棘轮机构用于承受来自刀杆的径向切削抗力；
碰块，固定在刀盘的一侧，与拐臂相对设置；
当刀盘随主轴转动时，拐臂周期性地碰触碰块，通过螺旋槽与径向销轴的配合使齿轮轴旋转一定角度，同时使拐臂发生轴向移动，脱离与碰块的接触。
进一步地改进技术方案，盘体设有用于抱夹主轴的半圆形凹槽，盘体通过半圆形的抱夹件和螺栓与主轴可拆卸连接。
进一步地改进技术方案，在主轴上排列设有若干径向连接孔，在盘体上设有与径向连接孔对应的销孔，在连接孔和销孔内连接有销轴。
进一步地改进技术方案，所述驱动装置为液压马达，液压马达与液压站连接。
进一步地改进技术方案，碰块、拐臂均设有用于碰触的倾斜面。
进一步地改进技术方案，所述刀盘为多个，通过盘体可拆卸地连接在主轴上。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明极大的简化了臂架平衡梁加工设备的结构，整个加工设备便于组合和移动。相比背景技术中的问题，本发明具有以下有益效果：
1、不需要移动臂架平衡梁，并可以在臂架平衡梁焊接场地进行现场安装和加工；
2、找正工件的用时短，并可以实现多刀同时加工，加工周期短、效率高；
3、内端面的加工与铰接孔的加工为同一定位基准，保证了内端面与铰接孔加工的垂直度，防止了废品的产生；
4、避免了对大型镗床的长时间占用，提高了大型镗床的利用率。
附图说明
图1为臂架平衡梁的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为刀盘的安装结构示意图。
图4为图3的爆炸结构示意图。
图5为盘体的结构示意图。
图6为滑块的结构示意图。
图7为齿轮轴与齿条的连接结构示意图。
图8为齿轮轴与拐臂的连接结构示意图。
图中：1、轴座；2、主轴；3、液压马达；4、液压站；5、轴向进给机构；6、刀盘；601、盘体；602、滑块；603、齿条；604、齿轮轴；605、拐臂；606、扭簧；607、径向销轴；608、抱夹件；609、轴承；610、旋钮；611、轴套；612、压块；613、齿轮；7、棘轮机构；8、碰块；9、车刀；10、内端面。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。此外，需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，包括主轴2、轴座1、轴向进给机构5、刀盘6和碰块8，下面具体说明其结构和作用。
如图2所示，机臂架平衡梁的铰接孔在加工前的直径为150mm，加工后直径为160mm，臂架平衡梁的宽度为3.8米。主轴2贯穿于机臂架平衡梁的四个铰接孔内，主轴2的直径为100mm，长度为4.5米。在主轴2排列设有若干径向连接孔，通过径向连接孔能够在靠近加工的位置安装车刀或刀盘6。
轴座1为两个，分别固定在臂架平衡梁的两侧，在轴座1内设有轴承，用于支撑主轴2。在本实施例中，两个轴座1通过连接板直接固定在臂架平衡梁的两侧。在其中的一个轴座1上连接有液压马达3，液压马达3由液压站4提供高压油，用于驱动主轴2旋转。
轴向进给机构5用于推动主轴2沿轴向移动，轴向进给机构5包括丝杠和滑套。在滑套上可转动地连接有丝杠螺母，丝杠的一端与轴座1固定连接，另一端与丝杠螺母螺接。滑套间隙地套在主轴2上，不随主轴2转动。在主轴2上设有轴肩，滑套通过推力轴承与主轴2的轴肩轴向连接。当丝杠螺母旋转时，能够使滑套推动主轴2沿轴向移动。
为了提高主轴2移动的精确性，在滑套上设有蜗轮蜗杆传动副（图中未示出），蜗轮蜗杆传动副中的蜗轮与丝杠螺母同轴连接，蜗轮蜗杆传动副中的蜗杆可通过扳手手动旋转。蜗轮蜗杆传动副的大减速比提高了主轴2移动的精度，蜗轮蜗杆传动副的自锁特性有助于增大主轴2的轴向刚性。
如图3-7所示，刀盘6包括盘体601、齿轮轴604、拐臂605和具有齿条603结构的滑块602。其中，盘体601设有用于抱夹主轴2的半圆形凹槽，盘体601通过半圆形的抱夹件608和螺栓与主轴2可拆卸连接，为了便于快速连接、并增加连接的可靠性，在盘体601设有与主轴2径向连接孔对应的销孔，在连接孔和销孔内连接有销轴。也可以在主轴2上安装长键条，通过键连接使盘体601能够在主轴2上滑移并传递扭矩。
在盘体601上还设有滑轨，滑轨沿主轴2的径向方向设置。滑块602能够在盘体601的滑轨上移动，在滑块602上设有用于安装刀杆的卡座。为了便于加工，齿条603与滑块602分开加工，再通过螺栓连接成一体，压块612用来提高齿条603与齿轮613的啮合刚性。在盘体601上还安装有棘轮机构7，棘轮机构7中的棘轮为齿形棘轮，能够与滑块602上的齿条603啮合连接。棘轮机构7能够使滑块602只能沿滑轨向内侧移动，这样能使滑块602承受来自刀杆的径向切削抗力。
如图8所示，齿轮轴604的一端设有齿轮613，另一端设有贯通轴杆的径向销轴607，具有齿轮613的一端通过两个轴承609安装在盘体601上，齿轮613与滑块602上的齿条603啮合连接。两个轴承609除了支撑齿轮轴604外，还对齿轮轴604进行了轴向定位。在拐臂605上设有通孔，齿轮轴604的轴杆位于通孔内，在通孔与轴杆之间设置有轴套611和扭簧606，其中，轴套611与轴杆转动配合，扭簧606安装在轴套611与通孔之间。扭簧606的一端作用在齿轮轴604上，另一端作用在拐臂605上。在通孔内设有与径向销轴607配合连接的螺旋槽，在扭簧606的作用下，径向销轴607位于螺旋槽的封闭端。在轴杆的端部螺接有旋钮610，旋钮610用于防止拐臂605从齿轮轴604上脱落。刀盘6在空转时，扭簧606的扭力能够保证拐臂605不与齿轮轴604发生相对转动，在离心力的作用下，滑块602和刀具有向滑轨外侧移动的趋势，但受棘轮机构7的限制，滑块602与盘体601保持相对静止。
碰块8固定在刀盘6的一侧，与拐臂605相对设置，用于周期性地碰触拐臂605，在碰块8上设有倾斜的碰触面。
本发明对臂架平衡梁的加工过程：
先将两个轴座1分别固定在臂架平衡梁的两侧，再将主轴2贯穿于机臂架平衡梁的四个铰接孔内，并安装在两个轴座1上。调整轴座1的安装位置使主轴2与四个铰接孔大致同轴。
首先加工四个铰接孔：在主轴2上，选择靠近臂架平衡梁的径向连接孔，并通过该径向连接孔安装固定尺寸车刀的（图中未示出），通过手动工具转动丝杠，使轴向进给机构5推动主轴2相对于轴座1发生轴向移动，以实现车刀的轴向进给。此时，车刀随主轴2旋转并轴向进给，实现对铰接孔的加工。为了减少主轴2的轴向移动距离，可在主轴2上安装两把或四把车刀，同时对两个或四个铰接孔进行镗孔加工。由于是一次定位加工，因此可以保证四个铰接孔的同轴度。
然后加工内端面：先通过抱夹件608和螺栓将刀盘6安装在两个铰接孔之间的主轴2上，然后打开棘轮机构7的棘爪，使车刀9移动到轴套内端面10的外侧。通过手动工具转动丝杠，使轴向进给机构5推动主轴2及刀盘6相对于轴座1发生轴向移动，以调整车刀9的轴向吃刀量，最后调整碰块8的固定位置，开动液压马达3使主轴2旋转。
当刀盘6随主轴2转动后，拐臂605碰触碰块8。这种瞬间撞击所产生的冲击力，使螺旋槽面对径向销轴607产生的切向分力大于扭簧606的扭力与车刀9切削的径向抗力的合力，径向销轴607开始顺螺旋槽向螺旋槽的开口端转动。由于拐臂605被碰块8阻挡，不能转动，因此该切向分力只能驱动齿轮轴604转动，进而通过齿轮613与齿条603的啮合使滑块602向滑轨的内侧移动一定的距离，自动实现车刀9的径向进给。与此同时，螺旋槽面对径向销轴607产生的轴向分力的反作用力使拐臂605向刀盘6侧发生轴向移动，使拐臂605脱离与碰块8的接触，使得刀盘6能够继续旋转。由于棘轮机构7能够使滑块602只能沿滑轨向内侧移动，而且棘轮机构7能够承受车刀9的径向切削力，因此车刀9在一次的径向进给后就不再移动，通过旋转对内端面10进行旋转切削。当刀盘6再次碰触碰块8时，使车刀9再次径向进给，如此循环，从外向内实现对内端面10的加工。每次径向进给的距离取决于拐臂605与碰块8在轴向上的交叠长度，因此调节碰块8的固定位置便可调整径向进给量。
当加工另一侧的内端面10时，只需将车刀9和碰块8反装，重复上述操作即可。为了提高加工效率，可在主轴2上安装两个刀盘6，同时对两个内端面10进行加工。进一步的，还可以一次定位两个臂架平衡梁，将主轴2的长度延长到9米，通过四个轴座1来支撑主轴2，在主轴2上设置四个刀盘6同时对铰接孔或内端面10进行加工。
由于加工内端面和加工四个铰接孔为同一个定位基准，且都是依靠主轴2的旋转和轴向移动完成加工的，因此能够保证内端面10与铰接孔的垂直度。
由上述可知，本装置极大的简化了臂架平衡梁加工设备的结构，便于组合和移动。相比背景技术中的问题，本装置一是不需要移动臂架平衡梁，可以在臂架平衡梁焊接场地进行现场安装和加工；二是找正工件的用时短，可以多刀同时加工，加工周期短效率高；三是保证了内端面10与铰接孔的垂直度，防止了废品的产生。
未详述部分为现有技术。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，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：包括：
主轴，贯穿于臂架平衡梁的铰接孔内；
轴座，用于支撑主轴；轴座至少为两个，在其中的一个轴座上连接有驱动装置，驱动装置用于驱动主轴旋转；
轴向进给机构，用于推动主轴沿轴向移动，包括丝杠和滑套；在滑套上可转动地连接有丝杠螺母，丝杠的一端与轴座固连，另一端与丝杠螺母螺接；滑套间隙地套在主轴上，并通过推力轴承与主轴轴向连接；
刀盘，包括盘体、齿轮轴、拐臂和具有齿条结构的滑块；盘体可拆卸地连接在主轴上，在盘体上沿主轴的径向方向设有滑轨；滑块用于安装刀杆，滑块与盘体上的滑轨滑动连接；齿轮轴的一端设有齿轮，另一端设有径向销轴，具有齿轮的一端安装在盘体上，齿轮与滑块上的齿条啮合连接；拐臂设有与齿轮轴间隙连接的通孔，在通孔内设有与径向销轴配合连接的螺旋槽，在拐臂与齿轮轴之间连接有扭簧；在盘体上还安装有棘轮机构，棘轮机构中的棘轮与滑块上的齿条啮合连接，棘轮机构用于承受来自刀杆的径向切削抗力；
碰块，固定在刀盘的一侧，与拐臂相对设置；
当刀盘随主轴转动时，拐臂周期性地碰触碰块，通过螺旋槽与径向销轴的配合使齿轮轴旋转一定角度，同时使拐臂发生轴向移动，脱离与碰块的接触。
2.如权利要求1所述的一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：盘体设有用于抱夹主轴的半圆形凹槽，盘体通过半圆形的抱夹件和螺栓与主轴可拆卸连接。
3.如权利要求2所述的一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：在主轴上排列设有若干径向连接孔，在盘体上设有与径向连接孔对应的销孔，在连接孔和销孔内连接有销轴。
4.如权利要求1所述的一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：所述驱动装置为液压马达，液压马达与液压站连接。
5.如权利要求1所述的一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：碰块、拐臂均设有用于碰触的倾斜面。
6.如权利要求1所述的一种用于门座起重机臂架平衡梁内端面加工的装置，其特征是：所述刀盘为多个，通过盘体可拆卸地连接在主轴上。
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