CN117863065A - 用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 - Google Patents
用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117863065A CN117863065A CN202410269009.6A CN202410269009A CN117863065A CN 117863065 A CN117863065 A CN 117863065A CN 202410269009 A CN202410269009 A CN 202410269009A CN 117863065 A CN117863065 A CN 117863065A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- processing
- polishing
- bearing ring
- processing container
- processed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/02—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving rotary barrels
- B24B31/027—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving rotary barrels with additional oscillating movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/12—Accessories; Protective equipment or safety devices; Installations for exhaustion of dust or for sound absorption specially adapted for machines covered by group B24B31/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
本发明属于用于磨削或抛光的装置或工艺技术领域,尤其涉及一种用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法,解决了现有回转式抛磨浮动工装抛磨效率低的技术问题,其加工仓中设置有数量为N的悬挂组件,N个所述悬挂组件的圆心分别位于以加工仓的底壁中心为圆心的第二虚拟圆上;本发明通过待加工轴承套圈偏心布置的方式,有效合理利用加工仓的内部空间,可同时加工N个轴承套圈,通过激振平台的振动作用增强加工仓内抛磨加工介质的作用,使待加工轴承套圈位于抛磨加工介质作用较强的区域,充分利用“器壁效应”,通过竖直方向与水平方向激振运动的交替实施,实现高效抛磨的同时提高轴承套圈表面成性能力。
Description
技术领域
本发明属于用于磨削或抛光的装置或工艺技术领域,尤其涉及一种用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法。
背景技术
航空发动机是一种典型的旋转机械,轴承在其回转过程中扮演着重要角色,但航空发动机轴承服役环境恶劣,需对轴承的加工制造提出更高的要求。航空发动机上分布着尺寸、型面特征各异的轴承套圈,其内、外表面和端面均为主要工作面或是安装定位面,其最终表面质量直接影响轴承的服役性能与寿命。目前,各种方式的磨削仍是主流加工方法,但是经过磨削后的轴承套圈表面成性能力不足,仍需对其表面进行光整加工。
滚磨光整加工是一种普适性较好的表面形性协同抛磨制造工艺,抛磨过程中材料去除量小,对于零件的加工精度影响较小,适用于有高加工精度要求的零件。现有技术中公开了一种用于套圈类零件表面加工的回转式抛磨浮动工装(CN202211059711.7),其包括加工容器、下连接盘、上连接盘和至少三根支撑杆,加工容器包括可拆卸连接的加工仓和封盖,下连接盘固连至加工仓的底壁中央,上连接盘固连至封盖内壁中央,加工仓的底壁中点和封盖的中点均位于浮动工装回转轴线上,支撑杆的两端分别可拆卸垂直连接至上连接盘和下连接盘,且所有支撑杆均匀分布至以加工仓的底壁的中心为圆心的圆周上,待加工套圈套设于所有支撑杆外部且待加工套圈的内径大于支撑杆所在圆周的半径;加工容器中填充有抛磨加工介质,其中用于支撑所述待加工套圈的所有支撑杆共同形成悬挂组件。通过该装置能实现套圈无损伤装夹的同时并对套圈各表面进行一次性加工,且回转能够保证加工均匀性。但轴承套圈位于加工仓的中心位置,此处的加工介质运动较弱,当介质作用于套圈各表面时,介质的作用力较小,造成加工效率与加工能力较低。因此亟需一种增强加工介质与套圈各表面的作用来增强套圈表面成性能力且能够实现高效抛磨的加工装置及方法。
发明内容
为克服现有回转式抛磨浮动工装存在抛磨效率低的技术缺陷,本发明提供了一种用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法。
本发明提供了用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置,包括加工容器、上连接盘、下连接盘、上限位条、下限位条和悬挂组件,所述加工容器包括可拆卸连接的加工仓和封盖,所述悬挂组件包括多根用于支撑待加工轴承套圈且沿第一虚拟圆均匀分布的支撑杆,所述加工容器中填充有抛磨加工介质,所述悬挂组件的数量为N;N个所述悬挂组件的圆心位于第二虚拟圆上,所述第二虚拟圆以所述加工仓的底壁中心为圆心,且N个所述悬挂组件沿第二虚拟圆均匀分布,每个悬挂组件中第一虚拟圆的半径为Rd,每个悬挂组件中支撑杆的半径为Rsb,N个所述悬挂组件对应的N个第一虚拟圆的圆心分别为Oi,i=1,2,……,N,N个第一虚拟圆的圆心Oi与第二虚拟圆的圆心O的间距分别为e,e也为N个第一虚拟圆的圆心Oi相对于第二虚拟圆的圆心O的偏心距离;还包括回转驱动电机、万向节联轴器、安装架和激振平台,在所述加工容器外侧的前后壁中心位置处分别固定连接法兰,通过法兰再分别固定连接支撑轴,所述安装架通过加固肋板固定连接至所述激振平台上,所述安装架上部转动安装有转动轴承,所述加工容器的前、后壁上的支撑轴分别与安装架上的转动轴承连接,其中一侧的支撑轴通过所述万向节联轴器与经过减速的回转驱动电机的输出轴相连;
其中,所述悬挂组件的数量N满足公式(Ⅰ):
(Ⅰ)
公式(Ⅰ)中,ω为角频率,ω=2πf,f为激振频率,Hz;A为激振振幅,mm;mr为待加工轴承套圈的质量,kg;msb为支撑杆的质量,kg;mlb为上限位条和下限位条的总质量,kg;mp为上连接盘和下连接盘的总质量,kg;mm为抛磨加工介质的质量,kg;mv为加工容器的质量,kg;mt为法兰、支撑轴、安装架、转动轴承以及安装架上的加固肋板的总质量,kg;F为激振平台所能提供的激振力,N;Ts为回转驱动电机的启动转矩,N∙m;ts为回转驱动电机的启动时间,s;n为加工容器的转速,r/min;R为加工仓的内侧半径,m;
其中,所述偏心距离e满足,是为了防止加工仓内
的套圈相互干涉磕碰,通过公式(Ⅱ)可得e为:
(Ⅱ)
公式(Ⅱ)中,R为所述加工仓的内侧半径,m,如果加工仓为多边形,比如正六边形则R为加工仓内接圆的半径;l2为加工容器静止时,最下端的待加工轴承套圈的外表面距离所述加工仓内壁的竖直距离,m;l2>3d,d为抛磨加工介质的直径;Ro为待加工轴承套圈的外径,m;Ri为待加工轴承套圈的内径,m;
其中,当加工容器静止时,所述悬挂组件中的最下端的支撑杆与待加工轴承套圈内表面的竖直距离为l1,其中l1>A,通过公式(Ⅲ)可得 l1为:
(Ⅲ)。
本发明还提供了用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,是基于本发明所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置实现的,包括如下步骤:
步骤一、将N个待加工轴承套圈安装至加工容器中的N个悬挂组件上,在所述加工容器的加工仓中填充抛磨加工介质后,将加工仓和封盖拼装成加工容器;
步骤二、将所述加工容器通过法兰固定连接至两根支撑轴3之间;
步骤三、启动回转驱动电机,使所述加工容器绕自身的轴线以转速n回转,同时启动激振平台,使所述加工容器在竖直方向上实现振幅为A1、频率为f1的简谐运动,所述加工容器以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质运动,对待加工轴承套圈进行光整加工,尤其对待加工轴承套圈的内外表面进行光整加工;
步骤四、待加工时间t1后,改变激振平台的激振方向,使所述加工容器在与其轴线一致的水平方向上实现振幅为A2、频率为f2的简谐运动,所述加工容器以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质运动,对待加工轴承套圈进行光整加工,尤其对待加工轴承套圈的端面进行光整加工;
步骤五、待加工时间t2后,完成待加工轴承套圈的表面光整加工,关闭激振平台与回转驱动电机,将所述加工容器取下,并将抛磨完成的轴承套圈从中取出。
优选的,步骤三中,所述加工容器的转速n 介于80%ncr与120%ncr之间,其中,为加工容器的临界转速,R为加工仓的内壁的半径,m。
优选的,步骤三中激振平台在竖直方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。
优选的,步骤四中激振平台在水平方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。
优选的,所述加工容器中抛磨加工介质的装入量为加工容器体积的70%~90%。
本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下有益效果:通过待加工轴承套圈偏心布置的方式,有效合理利用加工仓的内部空间,可以同时加工N个轴承套圈,并通过激振平台的振动作用增强加工仓内抛磨加工介质的作用,使得轴承套圈位于抛磨加工介质作用较强的区域,充分利用“器壁效应”,在实现高效抛磨的同时提高轴承套圈表面成性能力,并通过竖直方向与水平方向激振运动的交替实施,满足套圈内外表面及端面的成性抛磨需求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明某实施例中所述用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置的加工仓及其内部的待加工轴承套圈的分布结构示意图;
图2为本发明某实施例中所述用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置内部的多个悬挂组件的分布示意图;
图3为本发明某实施例中所述用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置进行抛磨时的驱动组件安装示意图;
图4为本发明某实施例中所述用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置在竖直方向上激振运动时的示意图;
图5为本发明某实施例中所述用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置在水平方向上激振运动时的示意图;
图6为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工前内表面的表面形貌图;
图7为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工后内表面的表面形貌图;
图8为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工前外表面的表面形貌图;
图9为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工后外表面的表面形貌图;
图10为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工前端面的表面形貌图;
图11为本发明某实施例中待加工轴承套圈加工后端面的表面形貌图。
图中:1、回转驱动电机;2、万向节联轴器;3、支撑轴;4、加工仓;5、加工容器;6、法兰;7、转动轴承;8、安装架;9、激振平台;10、下连接盘;11、下限位条;12、悬挂组件;13、待加工轴承套圈;14、抛磨加工介质;100、第一虚拟圆;200、第二虚拟圆。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在描述中,需要说明的是,术语“第一”“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是,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,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。
下面结合附图1至图11对本发明的具体实施例进行详细说明。
在一个实施例中,如图1和图2所示,用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置,包括加工容器5、下连接盘10、上连接盘、上限位条、下限位条11和悬挂组件12,所述加工容器5包括可拆卸连接的加工仓4和封盖,所述悬挂组件12固定至所述加工仓4中,所述悬挂组件12包括多根用于支撑待加工轴承套圈13且沿第一虚拟圆100均匀分布的支撑杆,所述加工容器中填充有抛磨加工介质14,所述悬挂组件12的数量为N,N个所述悬挂组件12通过下连接盘10固定连接至加工仓4的底壁上;N个所述悬挂组件12的圆心位于第二虚拟圆200上,所述第二虚拟圆200以所述加工仓4的底壁中心为圆心,且N个所述悬挂组件12沿第二虚拟圆200均匀分布,每个悬挂组件12中第一虚拟圆100的半径为Rd,每个悬挂组件12中支撑杆的半径为Rsb,N个所述悬挂组件12对应的N个第一虚拟圆100的圆心分别为Oi,i=1,2,……,N,N个第一虚拟圆100的圆心Oi与第二虚拟圆200的圆心O的间距分别为e,即e为N个第一虚拟圆100的圆心Oi相对于第二虚拟圆200的圆心O的偏心距离;还包括回转驱动电机1、万向节联轴器2、安装架8和激振平台9,在所述加工容器5外侧的前后壁中心位置处分别固定连接法兰6,通过法兰6再分别固定连接支撑轴3,所述安装架8通过加固肋板固定连接至所述激振平台9上,所述安装架8上部转动安装有转动轴承7,所述加工容器5的前、后壁上的支撑轴3分别与安装架8上的转动轴承7连接,其中一侧的支撑轴3通过所述万向节联轴器2与经过减速的回转驱动电机1的输出轴相连;
其中,所述悬挂组件12的数量N满足公式(Ⅰ):
(Ⅰ)
公式(Ⅰ)中,ω为角频率,ω=2πf,f为激振频率,Hz;A为激振振幅,mm;mr为待加工轴承套圈13的质量,kg;msb为支撑杆的质量,kg;mlb为上限位条和下限位条11的总质量,kg;mp为上连接盘和下连接盘10的总质量,kg;mm为抛磨加工介质的质量,kg;mv为所述加工容器5的质量,kg;mt为法兰6、支撑轴3、安装架8、转动轴承7以及安装架8上加固肋板的总质量,kg;F为激振平台9所能提供的激振力,N;Ts为回转驱动电机1的启动转矩,N∙m;ts为回转驱动电机1的启动时间,s;n为加工容器5的转速,r/min;R为加工仓4的内侧半径,m;
其中,所述偏心距离e之所以满足,是为了防止加
工仓4内的套圈相互干涉磕碰,通过公式(Ⅱ)可得e为:
(Ⅱ)
公式(Ⅱ)中,R为所述加工仓4的内侧半径,m;如果加工仓4为多边形,比如正六边形则R为加工仓4内接圆的半径;l2为加工容器5静止时,最下端的待加工轴承套圈13的外表面距离所述加工仓4内壁的竖直距离,m;l2>3d,d为抛磨加工介质的直径;Ro为待加工轴承套圈13的外径,m;Ri为待加工轴承套圈13的内径,m;
其中,当加工容器5静止时,所述悬挂组件12中的最下端的支撑杆与待加工轴承套圈13内表面的竖直距离为l1,为了防止加工仓4在竖直方向振动时,所述悬挂组件12限制待加工轴承套圈13的竖直运动,则需要满足l1>A,通过公式(Ⅲ)可得 l1为:
(Ⅲ)。
本发明某实施例中还提供了用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,是基于本发明所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置实现的,包括如下步骤:
步骤一、将N个待加工轴承套圈13安装至加工容器5中的N个悬挂组件12上,在所述加工容器5的加工仓4中填充抛磨加工介质14后,将加工仓4和封盖拼装成加工容器5;
步骤二、将所述加工容器5通过法兰6固定连接至两根支撑轴3之间;
步骤三、启动回转驱动电机1,使所述加工容器5绕自身的轴线以转速n回转,同时启动激振平台9,使所述加工容器5在竖直方向上实现振幅为A1、频率为f1的简谐运动,所述加工容器5以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质14运动,对待加工轴承套圈13进行光整加工,尤其对待加工轴承套圈13的内外表面进行光整加工;
步骤四、待加工时间t1后,改变激振平台9的激振方向,使所述加工容器5在与其轴线一致的水平方向上实现振幅为A2、频率为f2的简谐运动,所述加工容器5以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质14运动,对待加工轴承套圈13进行光整加工,尤其对待加工轴承套圈13的端面进行光整加工;
步骤五、待加工时间t2后,完成待加工轴承套圈13的表面光整加工,关闭激振平台9与回转驱动电机1,将所述加工容器5取下,并将抛磨完成的轴承套圈从中取出。
为实现套圈内外表面的成性能力,需增强抛磨加工介质14对待加工轴承套圈13内外表面的碰撞作用,因此对加工容器5施加竖直方向(Z向)的激振运动;为实现套圈端面的成性能力,需增强抛磨加工介质14对待加工轴承套圈13端面的碰撞作用,对加工容器5施加水平方向(X向)的激振运动;通过对加工容器5施加竖直方向(Z向)与水平方向(X向)的交替激振运动,完成待加工轴承套圈13内外表面及端面的成性抛磨要求。回转驱动电机1与加工容器5通过万向节联轴器2连接,使得加工容器5可以实现复合运动状态。
具体实施例中,取N=4,则悬挂组件12和待加工轴承套圈13的数量均为4,所述偏心距离e为85mm,加工仓4为正六边形,其内接圆半径R为150mm。最下端的待加工轴承套圈13外表面距离加工仓4内壁的垂直距离l2为12.5mm,待加工轴承套圈13的外径Ro为50mm,待加工轴承套圈13的内径Ri为45mm,待加工轴承套圈13的宽度为10mm。悬挂组件12中支撑杆数量为6根,其中支撑杆半径Rsb为7.5mm,第一虚拟圆100的半径Rd为35mm;悬挂组件12的6根支撑杆之间还分别穿插设置有下限位条11,下限位条11的数量为6根。悬挂组件12中的最下端支撑杆与待加工轴承套圈13内表面的竖直距离为l1为5mm。且抛磨加工介质14为3mm球形Al2O3颗粒和液体介质。待加工时间t1为120min,待加工时间t1为120min。
在上述实施例的基础上,在一个优选的实施例中,步骤三中,所述加工容器5转速n
介于80%ncr与120%ncr之间,其中,为加工容器的临界转速,R为加工仓4的内侧半
径,m。具体实施例中,转速n为60r/min。
在上述实施例的基础上,在一个优选的实施例中,步骤三中激振平台9在竖直方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。具体实施例中振幅为4mm,频率为15Hz。
在上述实施例的基础上,在一个优选的实施例中,步骤四中激振平台9在水平方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。具体实施例中振幅为4mm,频率为15Hz。
在上述实施例的基础上,在一个优选的实施例中,所述加工容器5中抛磨加工介质14的装入量为加工容器5体积的70%~90%。具体实施例中,抛磨加工介质14的装入量为加工仓4体积的80%。
最终,具体实施例中,待加工轴承套圈13的内表面粗糙度Ra值由0.938μm下降到0.412μm,划痕部分去除,外表面粗糙度Ra值由0.815μm下降到0.698μm,划痕部分去除,端面粗糙度Ra值由1.686μm下降到1.305μm,划痕部分去除,实现光整加工目标。从图6至图11可以看出,通过本发明所述抛磨装置及方法,加工之后的轴承套圈的内外表面及端面的粗糙度均得到有效降低,则该方法能满足套圈内外表面及端面的成性抛磨需求。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围,其均应涵盖权利要求书的保护范围中。
Claims (6)
1.用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置,包括加工容器(5)、上连接盘、下连接盘(10)、上限位条、下限位条(11)和悬挂组件(12),所述加工容器(5)包括可拆卸连接的加工仓(4)和封盖,所述悬挂组件(12)包括多根用于支撑待加工轴承套圈(13)且沿第一虚拟圆(100)均匀分布的支撑杆,所述加工容器(5)中填充有抛磨加工介质(14),其特征在于,所述悬挂组件(12)的数量为N;N个所述悬挂组件(12)的圆心位于第二虚拟圆(200)上,所述第二虚拟圆(200)以所述加工仓(4)的底壁中心为圆心第二虚拟圆(200),且N个所述悬挂组件(12)沿第二虚拟圆(200)均匀分布,每个悬挂组件(12)中第一虚拟圆(100)的半径为Rd,每个悬挂组件(12)中支撑杆的半径为Rsb,N个所述悬挂组件(12)对应的N个第一虚拟圆(100)的圆心分别为Oi,i=1,2,……,N,N个第一虚拟圆(100)的圆心Oi与第二虚拟圆(200)的圆心O的间距分别为e,即e为N个第一虚拟圆(100)的圆心Oi相对于第二虚拟圆(200)的圆心O的偏心距离;还包括回转驱动电机(1)、万向节联轴器(2)、安装架(8)和激振平台(9),在所述加工容器(5)外侧的前后壁中心位置处分别固定连接法兰(6),通过法兰(6)再分别固定连接支撑轴(3),所述安装架(8)通过加固肋板固定连接至所述激振平台(9)上,所述安装架(8)上部转动安装有转动轴承(7),所述加工容器(5)的前、后壁上的支撑轴(3)分别与安装架(8)上的转动轴承(7)连接,其中一侧的支撑轴(3)通过所述万向节联轴器(2)与经过减速的回转驱动电机(1)的输出轴相连;
其中,所述悬挂组件(12)的数量N满足公式(Ⅰ):
(Ⅰ)
公式(Ⅰ)中,ω为角频率,ω=2πf,f为激振频率,Hz;A为激振振幅,mm;mr为待加工轴承套圈(13)的质量,kg;msb为支撑杆的质量,kg;mlb为上限位条和下限位条(11)的总质量,kg;mp为上连接盘和下连接盘(10)的总质量,kg;mm为抛磨加工介质的质量,kg;mv为所述加工容器(5)的质量,kg;mt为法兰(6)、支撑轴(3)、安装架(8)、转动轴承(7)以及安装架(8)上的加固肋板的总质量,kg;F为激振平台(9)所能提供的激振力,N;Ts为回转驱动电机(1)的启动转矩,N∙m;ts为回转驱动电机(1)的启动时间,s;n为加工容器(5)的转速,r/min;R为加工仓(4)的内侧半径,m;
其中,所述偏心距离e满足,通过公式(Ⅱ)可得e为:
(Ⅱ)
公式(Ⅱ)中,R为所述加工仓(4)的内侧半径,m;l2为加工容器(5)静止时,最下端的待加工轴承套圈(13)的外表面距离所述加工仓(4)内壁的竖直距离,m;l2>3d,d为抛磨加工介质的直径;Ro为待加工轴承套圈(13)的外径,m;Ri为待加工轴承套圈(13)的内径,m;
其中,当加工容器(5)静止时,所述悬挂组件(12)中的最下端的支撑杆与待加工轴承套圈(13)内表面的竖直距离为l1,其中l1>A,通过公式(Ⅲ)可得 l1为:
(Ⅲ)。
2.用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,是基于权利要求1所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置实现的,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、将N个待加工轴承套圈(13)安装至加工容器(5)中的N个悬挂组件(12)上,在所述加工容器(5)的加工仓(4)填充抛磨加工介质(14)后,将加工仓(4)和封盖拼装成加工容器(5);
步骤二、将所述加工容器(5)通过法兰(6)固定连接至两根支撑轴(3)之间;
步骤三、启动回转驱动电机(1),使所述加工容器(5)绕自身的轴线以转速n回转,同时启动激振平台(9),使所述加工容器(5)在竖直方向上实现振幅为A1、频率为f1的简谐运动,所述加工容器(5)以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质(14)运动,对待加工轴承套圈(13)进行光整加工;
步骤四、待加工时间t1后,改变激振平台(9)的激振方向,使所述加工容器(5)在与其轴线一致的水平方向上实现振幅为A2、频率为f2的简谐运动,所述加工容器(5)以复合运动的姿态强制内部的抛磨加工介质(14)运动,对待加工轴承套圈(13)进行光整加工;
步骤五、待加工时间t2后,完成待加工轴承套圈(13)的表面光整加工,关闭激振平台(9)与回转驱动电机(1),将所述加工容器(5)取下,并将抛磨完成的轴承套圈从中取出。
3.根据权利要求2所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,其特征在于,步骤三中,所述加工容器(5)的转速n 介于80%ncr与120%ncr之间,其中,为加工容器(5)的临界转速,R为加工仓(4)的内壁的半径,m。
4.根据权利要求2所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,其特征在于,步骤三中激振平台(9)在竖直方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。
5.根据权利要求2所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,其特征在于,步骤四中激振平台(9)在水平方向上的振幅为2mm~8mm,频率为5Hz~25Hz。
6.根据权利要求2所述的用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨方法,其特征在于,所述加工容器(5)中抛磨加工介质(14)的装入量为加工容器(5)体积的70%~90%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410269009.6A CN117863065B (zh) | 2024-03-11 | 2024-03-11 | 用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410269009.6A CN117863065B (zh) | 2024-03-11 | 2024-03-11 | 用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117863065A true CN117863065A (zh) | 2024-04-12 |
CN117863065B CN117863065B (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90588727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410269009.6A Active CN117863065B (zh) | 2024-03-11 | 2024-03-11 | 用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117863065B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118024037A (zh) * | 2024-04-15 | 2024-05-14 | 太原理工大学 | 一种大型风电齿圈分布式激振抛磨方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4033727C1 (zh) * | 1990-10-24 | 1992-02-20 | Ernst Thielenhaus Kg, 5600 Wuppertal, De | |
CN203887675U (zh) * | 2014-05-13 | 2014-10-22 | 廊坊市北方天宇机电技术有限公司 | 一种适用于环形零件批量化光整加工与清洗的装置 |
CN109108832A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 西安曼海特工业技术有限公司 | 一种光整装置 |
CN109794330A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-24 | 广州市丹爵通讯科技有限公司 | 一种用于选矿的工作效率高的环保型球磨设备 |
CN111390657A (zh) * | 2020-04-18 | 2020-07-10 | 无锡易通精密机械股份有限公司 | 一种轴承套圈的内外圈抛光设备及抛光工艺 |
CN211540799U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-09-22 | 大连中野工业有限公司 | 一种金属零部件抛光机 |
CN112720239A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种利用旋流滚磨工艺光整轴承套圈内外表面的方法 |
CN217189949U (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-16 | 衡阳伟业冶金矿山机械有限责任公司 | 一种直驱高效环保节能中心传动球磨机 |
CN115122223A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-09-30 | 太原理工大学 | 一种用于套圈类零件表面加工的回转式抛磨浮动工装 |
CN115213792A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-21 | 大连理工大学 | 一种用于轴承套圈外滚道抛光的抛光系统、自适应抛光装置及抛光方法 |
CN115837631A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-24 | 太原理工大学 | 一种高精度齿轮复合振动形性协同抛磨方法及其装置 |
-
2024
- 2024-03-11 CN CN202410269009.6A patent/CN117863065B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4033727C1 (zh) * | 1990-10-24 | 1992-02-20 | Ernst Thielenhaus Kg, 5600 Wuppertal, De | |
CN203887675U (zh) * | 2014-05-13 | 2014-10-22 | 廊坊市北方天宇机电技术有限公司 | 一种适用于环形零件批量化光整加工与清洗的装置 |
CN109108832A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-01 | 西安曼海特工业技术有限公司 | 一种光整装置 |
CN109794330A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-24 | 广州市丹爵通讯科技有限公司 | 一种用于选矿的工作效率高的环保型球磨设备 |
CN211540799U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-09-22 | 大连中野工业有限公司 | 一种金属零部件抛光机 |
CN111390657A (zh) * | 2020-04-18 | 2020-07-10 | 无锡易通精密机械股份有限公司 | 一种轴承套圈的内外圈抛光设备及抛光工艺 |
CN112720239A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种利用旋流滚磨工艺光整轴承套圈内外表面的方法 |
CN217189949U (zh) * | 2022-04-08 | 2022-08-16 | 衡阳伟业冶金矿山机械有限责任公司 | 一种直驱高效环保节能中心传动球磨机 |
CN115213792A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-21 | 大连理工大学 | 一种用于轴承套圈外滚道抛光的抛光系统、自适应抛光装置及抛光方法 |
CN115122223A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-09-30 | 太原理工大学 | 一种用于套圈类零件表面加工的回转式抛磨浮动工装 |
CN115837631A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-03-24 | 太原理工大学 | 一种高精度齿轮复合振动形性协同抛磨方法及其装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘静怡等: "《航空零部件的金属增材制造光整加工技术研究进展》", 《表面技术》, vol. 52, no. 12, 20 December 2023 (2023-12-20), pages 20 - 41 * |
李迎丽 杜杰: "《旋转光饰技术在复杂结构轴承套圈加工中的应用》", 《轴承》, no. 5, 5 May 2022 (2022-05-05), pages 43 - 45 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118024037A (zh) * | 2024-04-15 | 2024-05-14 | 太原理工大学 | 一种大型风电齿圈分布式激振抛磨方法 |
CN118024037B (zh) * | 2024-04-15 | 2024-06-07 | 太原理工大学 | 一种大型风电齿圈分布式激振抛磨方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117863065B (zh) | 2024-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117863065B (zh) | 用于航空发动机轴承套圈的分布式抛磨装置及方法 | |
EP3395501B1 (en) | Vibrating barrel polishing method and vibrating barrel polishing system | |
CN107649251A (zh) | 一种用于硅酸盐制品高细粉碎的球磨机 | |
US9283616B2 (en) | Granular body grinding device, foundry sand reclamation device, and particulate generating device | |
CN111215970B (zh) | 一种微结构模具超声空化辅助超声磁力抛光方法 | |
CN109693148A (zh) | 一种用于批量化抛光工件的设备 | |
CN110842749A (zh) | 一种用于叶片表面加工的组合封闭型腔振动式滚磨光整加工装置及其方法 | |
CN113524008B (zh) | 一种隔振弹簧的专用强化研磨设备及研磨方法 | |
CN114683097B (zh) | 一种圆柱滚子轴承滚动体超声强化加工系统和方法 | |
CN113021169B (zh) | 一种卧式研磨装置 | |
JP2916937B2 (ja) | バレル研磨方法及びその装置 | |
JP4144078B2 (ja) | 超伝導加速空洞の製造方法 | |
CN214135546U (zh) | 一种金属抛光用抛光盘 | |
CN209849103U (zh) | 一种振动过滤离心机 | |
CN112706049B (zh) | 一种管道外壁自动抛光机 | |
CN204868496U (zh) | 振动光饰机 | |
CN107504059A (zh) | 一种双列角接触球轴承及其加工工艺 | |
JP2000071164A5 (zh) | ||
JP3393193B2 (ja) | 振動バレル研磨機及びこれを用いた振動バレル研磨法 | |
CN220074401U (zh) | 一种钢板型材抛丸清理机 | |
CN110538852B (zh) | 一种光学零件清洗夹具 | |
CN111185852A (zh) | 双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器及其修整方法 | |
CN118024037B (zh) | 一种大型风电齿圈分布式激振抛磨方法 | |
CN219767930U (zh) | 一种内外壁抛丸清理机构 | |
CN219725720U (zh) | 一种配件抛光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |