CN115070528A - 一种风机叶轮自动化打磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于磨削设备技术领域，特别是涉及一种风机叶轮自动化打磨设备。本发明的风机叶轮自动化打磨设备包括支架、驱动臂和打磨机构，驱动臂包括驱动轴、限位件和多个伸缩打磨臂，驱动轴的第一端与驱动电机的电机轴固定连接，伸缩打磨臂可伸缩，包括连接在一起的固定段和滑动段，滑动段能够相对固定段滑动，固定段沿驱动轴的周向固定在驱动轴的第二端，伸缩打磨臂的长度延伸方向与驱动轴的轴线垂直，限位件用于限制固定段和滑动段之间的最大滑动距离，当打磨不同尺寸的叶轮中心孔时，只需调节限位件的位置即可，不需要更换不同尺寸的打磨装置，适用性较强。

Description

一种风机叶轮自动化打磨设备

技术领域

本发明属于磨削设备技术领域，特别是涉及一种风机叶轮自动化打磨设备。

背景技术

叶轮的中心孔在加工完成后，需要使用打磨装置来对叶轮中心孔进行打磨，如中国专利CN210818788U公开了一种用于叶轮中心孔的打磨装置，该打磨装置。但是，现有技术中的打磨装置在面对不同型号的叶轮时，由于叶轮中心孔的孔径不同，需要更换不同尺寸的打磨头，适用性较差，使用较为不便。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术所存在的问题，提供一种风机叶轮自动化打磨设备，以解决现有技术中的打磨装置适用性较差的问题。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种风机叶轮自动化打磨设备，包括：

支架，支架上安装有驱动电机；

驱动臂，包括驱动轴、限位件和多个伸缩打磨臂，驱动轴的第一端与驱动电机的电机轴固定连接，伸缩打磨臂可伸缩，包括连接在一起的固定段和滑动段，滑动段能够相对固定段滑动，固定段沿驱动轴的周向固定在驱动轴的第二端，伸缩打磨臂的长度延伸方向与驱动轴的轴线垂直，限位件用于限制固定段和滑动段之间的最大滑动距离；

打磨机构，固定在滑动段上，包括打磨轮和轮座，打磨轮转动设置在轮座上，打磨机构用于对叶轮中心孔的内壁面进行打磨。

进一步地，限位件为限位环，限位环套设在固定段的外周面上，滑动段上设置有能够与限位环挡止配合的挡止块，限位环在固定段上的位置可调节。

进一步地，固定段的外周面上设置有外螺纹，限位环的内周面上设置有与外螺纹配合的内螺纹。

进一步地，还包括联动组件，联动组件包括联动环和联动臂，联动环滑动套设在驱动轴上，联动臂的数量与伸缩打磨臂的数量一一对应，联动臂的第一端与联动环铰接，联动臂的第二端与滑动段铰接。

进一步地，固定段上设置有导向滑槽，滑动段导向滑动设置在导向滑槽中。

进一步地，还包括进给调节机构，进给调节机构用于控制打磨机构在叶轮中心孔的轴向上的进给量。

进一步地，进给调节机构包括进给电机、伸缩杆组件和打磨轮调节组件，伸缩杆组件能够随滑动段运动，打磨轮调节组件用于使轮座倾斜。

进一步地，打磨轮调节组件包括气囊滚轮、蓄力组件和挤压组件，气囊滚轮的厚度尺寸和径向尺寸在受压时改变，蓄力组件包括锁定组件、蓄力扭簧和传动齿圈，锁定组件用于锁定轮座，蓄力扭簧用于带动轮座转动，进给电机能够驱动传动齿圈以带动蓄力扭簧蓄力，挤压组件能够在轮座转动时挤压气囊滚轮，使气囊滚轮的直径增大以与叶轮中心孔的内壁面接触。

进一步地，锁定组件包括锁定块和复位压簧，滑动段的端面上设置有容纳并对锁定组件进行限位的锁定沉槽，复位压簧位于联动块下方，锁定块具有半球形插头和方形插头，方形插头用于锁定轮座，传动齿圈的底面上设置有弧形槽，半球形插头用于插入弧形槽中。

进一步地，伸缩杆组件包括第一杆段、第二杆段和输入齿轮，第一杆段和第二杆段滑动套接在一起，输入齿轮固定在第二杆端上且与传动齿圈啮合，进给电机用于带动第一杆段转动。

本发明的有益效果是：本发明的风机叶轮自动化打磨设备在使用时，先根据叶轮中心孔磨削后的目标尺寸，把限位件旋转到设定位置，使滑动段只能滑动到限位件的位置处，然后启动驱动电机，驱动臂转动，滑动段上的打磨机构在离心力的作用下，向远离驱动轴的方向滑出，打磨轮与叶轮中心孔的内壁接触后，打磨轮开始打磨，随着磨削的进行，叶轮中心孔的内壁的直径逐渐增大，由于滑动段可滑动，因此打磨轮能够自动适应叶轮中心孔的内壁的尺寸，直至把叶轮中心后磨削至目标尺寸，此时滑动段会被限位件挡止，打磨完成。当打磨不同尺寸的叶轮中心孔时，只需调节限位件的位置即可，不需要更换不同尺寸的打磨装置，适用性较强。

附图说明

图1为本发明的风机叶轮自动化打磨设备的实施例1的结构示意图；

图2为图1的风机叶轮自动化打磨设备隐去支架和驱动电机后的主视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为图3的B处的局部放大图；

图5位图3的C处的局部放大图；

图6为图1中的滑动段及安装在滑动段上的零部件的结构示意图；

图7为图6中的轮座、传动齿圈、驱动环和锁定块的结构示意图；

图8为图6中的结构的另一状态的结构示意图；

图9为图6中的结构与限位环配合且隐去部分零部件后的结构示意图；

图10为图9的另一状态的结构示意图；

其中：

100、支架；110、驱动电机；200、驱动臂；210、驱动轴；220、限位环；230、伸缩打磨臂；232、固定段；234、滑动段；235、挡止块；300、打磨机构；310、打磨轮；312、打磨段；315、支撑杆段；320、轮座；410、联动环；420、联动臂；510、第一杆段；512、第二杆段；514、杆座；515、卡块；516、输入齿轮；518、进给开关；520、气囊滚轮；530、传动齿圈；532、弧形槽；534、端面齿轮；536、中转齿轮；538、输出齿轮；540、驱动环；542、方形沉孔；544、锁定块；550、支撑盘；551、支杆；552、铰接盘；554、推拉杆；556、滑板；558、挤压轮；560、清洁刷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合说明书附图及具体实施方式，对本发明的风机叶轮自动化打磨设备进行说明。

本发明的风机叶轮自动化打磨设备的实施例1：

如图1至图10所示，本实施例的风机叶轮自动化打磨设备包括支架100、驱动臂200、驱动电机110、打磨机构300和联动组件。支架100包括支撑板和设置在支撑板底部的四个支腿，驱动电机110固定在支撑板上，驱动电机110的电机轴与驱动臂200固定连接，驱动电机110启动后，能够带动驱动臂200转动。

驱动臂200包括驱动轴210、限位件和多个伸缩打磨臂230，驱动轴210的第一端与驱动电机110的电机轴固定连接。驱动轴210和伸缩打磨臂230均可伸缩，驱动轴210包括两段滑动套接在一起的轴段，伸缩打磨臂230包括连接在一起的固定段232和滑动段234，本实施例中，伸缩打磨臂230的数量为四个，固定段232为四棱柱状的柱体，四个伸缩打磨臂230的固定段232沿驱动轴210的周向均匀间隔固定在驱动轴210的第二端的外周面上，伸缩打磨臂230的长度延伸方向与驱动轴210的轴线垂直。固定段232上设置有导向滑槽，滑动段234导向滑动设置在导向滑槽中，打磨机构300设置在滑动段234的远离驱动轴210的第一端上，滑动段234上设置有能够与限位件挡止配合的挡止块235。

限位件用于限制固定段232和滑动段234之间的最大滑动距离，具体地，限位件为套设在固定段232的外周面上的限位环220，固定段232的外周面上设置有外螺纹，限位环220的内周面上设置有与外螺纹配合的内螺纹，挡止块235始终位于限位环220的靠近驱动轴210的一侧，限位环220通过与挡止块235挡止配合来限制挡止块235的位置，从而限制滑动段234在固定段232中的最大伸出距离。导向滑槽的底部还设置有增力压簧，增力压簧能够对滑动段234施加弹力，从而增大打磨机构300与叶轮中心孔之间的压力，以适应材质较硬的风机叶轮，避免因压力不足导致的打磨机构300不能对叶轮中心孔进行磨削的情况。

打磨机构300包括打磨轮310和轮座320，轮座320包括U形段和座杆，滑动段234的端面上设置有容纳腔，座杆用于插入容纳腔中，打磨轮310包括打磨段312和两个分别位于打磨段312两端的支撑杆段315，支撑杆段315转动设置在轮座320上，打磨轮310用于对叶轮中心孔的内壁面进行打磨。

联动组件包括联动环410和联动臂420，联动环410滑动套设在驱动轴210上，联动臂420的数量与伸缩打磨臂230的数量相同，联动臂420与伸缩打磨臂230一一对应，联动臂420的第一端与联动环410铰接，联动臂420的第二端与滑动段234上的挡止块235铰接。其中一个滑动段234向外伸出一定长度时，将通过联动臂420带动联动环410同步移动，进而联动环410带动其它的滑动段234向外伸出相同的长度，因此，联动组件的设置，使四个滑动段234向外伸出的距离始终相同，保证了四个打磨轮310的打磨半径始终相同，不会出现打磨区域偏心或者打磨不均匀的情况。

本实施例的风机叶轮自动化打磨设备还包括进给调节机构，进给调节机构包括进给电机、伸缩杆组件和打磨轮310调节组件，伸缩杆组件包括第一杆段510、第二杆段512、杆座514和输入齿轮516，第一杆段510上设置有插装孔，第二杆段512导向滑动插入插装孔中，输入齿轮516固定在第二杆段512的端部，插装孔内壁上设置有键槽，第二杆段512上设置有键块，通过键块和键槽的止转配合，第一杆段510能够带动第二杆段512转动，键槽的长度大于键块的长度，使得第二杆段512能够在第一杆段510中滑动。第一杆段510通过轴承转动安装在杆座514上，杆座514的底部设置有安装腔，进给电机安装在安装腔中且与第一杆段510固定连接，进给电机转动能够带动第一杆段510转动，进给电机的进给开关518设置在杆座514的底面上。杆座514的外周面上设置有卡块515，限位环220的内壁面上设置有与卡块515卡接配合的环形卡槽，当限位环220在固定段232的外周面螺旋移动时，环形卡槽的内壁面能够推动杆座514移动。当滑动段234的挡止块235运动到杆座514的位置时，会触发进给开关518，进而进给电机启动带动第一杆段510转动。需要说明的是，进给电机的转动圈数是设定的，转动完设定圈数后，进给电机自动停止工作。

打磨轮310调节组件包括气囊滚轮520、蓄力组件和挤压组件，气囊滚轮520是由气囊加工成的可变形的滚轮，气囊滚轮520受挤压时，其厚度尺寸变薄，径向尺寸增大，蓄力组件能够与输入齿轮516传动连接，从而带动轮座320转动，使轮座320上的气囊滚轮520和打磨轮310倾斜。挤压组件能够在轮座320转动时挤压气囊滚轮520，使气囊滚轮520的直径增大以与叶轮中心孔的内壁面接触。

具体地，蓄力组件包括锁定组件、蓄力扭簧、传动齿圈530、端面齿轮534、中转齿轮536和输出齿轮538，其中，传动齿圈530的直径大于输入齿轮516的直径，轮座320的底面上固定有驱动环540，传动齿圈530转动设置在滑动段234的端面上，驱动环540固定套设在轮座320的座杆上，驱动环540和传动齿圈530之间设置有扭簧，扭簧套设在驱动环540上，扭簧的一端与传动齿圈530固定连接，扭簧的另一端与驱动环540固定连接。需要说明的是，传动齿圈530的直径大于输入齿轮516的直径，这样在进给电机带动输入齿轮516转动设定圈数后，驱动齿圈会转动设定角度。

传动齿圈530的底面上设置有两个弧形槽532，两个弧形槽532的弧形角度与传动齿圈530转动的设定角度相等，驱动环540的底面上设置有两个方形沉孔542，锁定组件有两组，锁定组件包括锁定块544和复位压簧，滑动段234的端面上设置有锁定沉槽，锁定沉槽用于容纳并对锁定组件进行限位，复位压簧位于联动块下方，锁定块544具有半球形插头和方形插头，方形插头用于插入方形沉孔542中，半球形插头用于插入弧形槽532中，半球形插头的球形表面为引导面，弧形插槽的内壁面能够挤压半球形插头，使锁定块544向下移动并挤压复位压簧，使方形插头从方形沉孔542中脱出，进而锁定块544不再对驱动环540进行限位。两组锁定组件分别为第一锁定组件和第二锁定组件，二者不能同时锁定驱动环540。传动齿圈530转动时，带动扭簧蓄力，此时第一锁定组件锁定驱动环540，半球形插头在对应的弧形槽532中滑动，当半球形插头被挤出时，锁定块544不再锁定驱动环540，扭簧蓄力被释放，带动驱动环540以及轮座320偏转，偏转到设定角度后，第二锁定组件的方形插头插入另一个方形插孔中，对驱动环540进行锁定。

端面齿轮534转动设置在轮座320的底面上，中转齿轮536转动设置在轮座320的侧面上，输出齿轮538固定设置在打磨轮310的支撑杆段315上，端面齿轮534的外周面上设置有弹性棘齿，输入齿轮516带动传动齿圈530转动时，由于弹性棘齿的存在，传动齿圈530不会带动端面齿轮534转动，端面齿轮534的端面上设置有用于与中转齿轮536啮合的端面齿，端面齿与中转齿轮536啮合，中转齿轮536与输出齿轮538啮合。

挤压组件包括支撑盘550、推拉杆554、滑板556和挤压轮558。支撑盘550包括固定连接在一起的支杆551和铰接盘552，支杆551的一端固定在容纳腔中，支杆551可以采用螺纹连接的方式安装在容纳腔中。滑板556上设置有供打磨轮310的支撑杆段315穿过的穿孔，滑板556套设在支撑杆段315上，轮座320上设置有挤压滑槽，滑板556的一端导向滑动插入挤压滑槽中，铰接盘552上设置有避让缺口，推拉杆554的一端铰接在铰接盘552上的避让缺口处，推拉杆554的另一端与滑板556铰接，挤压轮558也套设在支撑杆段315上，由于气囊滚轮520有两个，因此推拉杆554、滑板556和挤压轮558也对应设置有两个，两个推拉杆554的铰接端沿支撑盘550的中心轴对称布置。当轮座320转动时，由于推拉杆554不可伸缩，推拉杆554相对于支撑盘550发生摆动并拉动滑板556向靠近支撑盘550的中心轴的方向移动，滑板556会推动挤压轮558挤压气囊滚轮520，气囊滚轮520的厚度尺寸减小、径向尺寸增大。

铰接盘552上还固定设置有清洁刷560，在打磨轮310转动时，清洁刷560能够及时清理掉打磨轮310上的碎屑。

本实施例的风机叶轮自动化打磨设备的使用过程如下所述：

在使用时，根据叶轮中心孔磨削后的目标尺寸，把限位环220旋转到所需要的位置，然后把风机叶轮移动到装夹位置，利于夹具固定风机叶轮，然后使驱动轴210的伸缩打磨臂230伸入叶轮中心孔中。

启动驱动电机110，驱动电机110转动并带动驱动臂200转动，在离心力以及增力压簧的作用下，伸缩打磨臂230的滑动段234在导向滑槽中向远离驱动轴210的方向移动，此时，气囊滚轮520的直径小于打磨轮310的直径，打磨轮310抵靠在叶轮中心孔的内壁上进行磨削，且打磨轮310的轴线与驱动轴210的轴线平行。由于叶轮中心孔还没有磨削到位，因此滑动段234的挡止块235还没有移动到限位环220的位置处，挡止块235不会触发进给开关518。

随着打磨机构300的转动，叶轮中心孔的内壁面不断被磨削，滑动段234的伸出距离不断增加，当叶轮中心孔的尺寸被打磨到目标尺寸后，滑动段234的挡止块235被限位环220挡止，滑动段234不能继续伸出，打磨轮310不能继续磨削叶轮中心孔的内壁，滑动段234的挡止块235触发进给开关518。进给电机将转动设定圈数，第二杆段512带动输入齿轮516转动设定圈数，进而传动齿圈530转动设定角度。

由于此时第一锁定组件锁定驱动环540，驱动齿圈转动时会相对驱动环540转动并带动扭簧蓄力，当第一锁定组件的半球形插头被挤出弧形槽532时，驱动环540解锁，扭簧释放进而带动驱动环540转动，驱动环540会带动轮座320顺时针转动到设定位置，使打磨轮310和气囊滚轮520倾斜，在此过程中，由于推拉杆554不可伸缩，推拉杆554相对于支撑盘550发生摆动并拉动滑板556向靠近支撑盘550的中心轴的方向移动，滑板556会推动挤压轮558挤压气囊滚轮520，气囊滚轮520的厚度尺寸减小、径向尺寸增大。厚度尺寸增大后的气囊滚轮520能够与磨削后的叶轮中心孔的内壁接触，气囊滚轮520倾斜后，驱动臂200转动时，气囊滚轮520将沿叶轮中心孔的内壁顺时针滚动并沿叶轮中心孔的轴向移动，从而带动驱动臂200的驱动轴210伸长，打磨轮310会滚动到还没有磨削的区域。

在打磨轮310顺时针滚动的过程中，会带动输出齿轮538顺时针转动，输出齿轮538会带动中转齿轮536逆时针转动，中转齿轮536会带动端面齿轮534顺时针转动，端面齿轮534又带动驱动齿圈逆时针转动，驱动齿圈转动后，第二锁定组件的半球形插头在对应的弧形槽532中移动，扭簧反向蓄力，当第二锁定组件的半球形插头从对应的弧形槽532中脱出时，驱动环540解锁，扭簧通过驱动环540带动轮座320逆时针转动，从而实现复位，打磨轮310的轴线与驱动轴210的轴线平行，随着驱动臂200的转动，打磨轮310继续对叶轮中心孔的内壁面进行磨削，不需调节驱动臂200在叶轮中心孔的轴向上进给量，使用较为方便，磨削效率较高。

此外，在打磨轮310转动的过程中，支撑盘550上的清洁刷560能够及时清理掉打磨轮310上的碎屑，不需人工主动清理。

由于能够通过调节限位环220在固定段232上的位置来改变滑动段234的最大滑动距离，因此能够适应对不同孔径的叶轮中心孔的加工，适应性较强。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，包括：

支架，支架上安装有驱动电机；

驱动臂，包括驱动轴、限位件和多个伸缩打磨臂，驱动轴的第一端与驱动电机的电机轴固定连接，伸缩打磨臂可伸缩，包括连接在一起的固定段和滑动段，滑动段能够相对固定段滑动，固定段沿驱动轴的周向固定在驱动轴的第二端，伸缩打磨臂的长度延伸方向与驱动轴的轴线垂直，限位件用于限制固定段和滑动段之间的最大滑动距离；

打磨机构，固定在滑动段上，包括打磨轮和轮座，打磨轮转动设置在轮座上，打磨机构用于对叶轮中心孔的内壁面进行打磨。

2.根据权利要求1所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，限位件为限位环，限位环套设在固定段的外周面上，滑动段上设置有能够与限位环挡止配合的挡止块，限位环在固定段上的位置可调节。

3.根据权利要求2所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，固定段的外周面上设置有外螺纹，限位环的内周面上设置有与外螺纹配合的内螺纹。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，还包括联动组件，联动组件包括联动环和联动臂，联动环滑动套设在驱动轴上，联动臂的数量与伸缩打磨臂的数量一一对应，联动臂的第一端与联动环铰接，联动臂的第二端与滑动段铰接。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，固定段上设置有导向滑槽，滑动段导向滑动设置在导向滑槽中。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，还包括进给调节机构，进给调节机构用于控制打磨机构在叶轮中心孔的轴向上的进给量。

7.根据权利要求6所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，进给调节机构包括进给电机、伸缩杆组件和打磨轮调节组件，伸缩杆组件能够随滑动段运动，打磨轮调节组件用于使轮座倾斜。

8.根据权利要求7所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，打磨轮调节组件包括气囊滚轮、蓄力组件和挤压组件，气囊滚轮的厚度尺寸和径向尺寸在受压时改变，蓄力组件包括锁定组件、蓄力扭簧和传动齿圈，锁定组件用于锁定轮座，蓄力扭簧用于带动轮座转动，进给电机能够驱动传动齿圈以带动蓄力扭簧蓄力，挤压组件能够在轮座转动时挤压气囊滚轮，使气囊滚轮的直径增大以与叶轮中心孔的内壁面接触。

9.根据权利要求8所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，锁定组件包括锁定块和复位压簧，滑动段的端面上设置有容纳并对锁定组件进行限位的锁定沉槽，复位压簧位于联动块下方，锁定块具有半球形插头和方形插头，方形插头用于锁定轮座，传动齿圈的底面上设置有弧形槽，半球形插头用于插入弧形槽中。

10.根据权利要求9所述的风机叶轮自动化打磨设备，其特征在于，伸缩杆组件包括第一杆段、第二杆段和输入齿轮，第一杆段和第二杆段滑动套接在一起，输入齿轮固定在第二杆端上且与传动齿圈啮合，进给电机用于带动第一杆段转动。

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