CN1640617A - 振动式研磨抛光装置 - Google Patents

Abstract

一种振动式研磨抛光装置，包括：研磨抛光头、振动装置以及支撑装置，其中所述研磨抛光头固定于所述支撑装置上，并可在所述振动装置的驱动下进行振动。所述支撑装置为柔性支撑装置，包括两块弹性片，所述两块弹性片的一端固接在一起以形成一个“U”型框架，所述“U”型框架的开放端与所述研磨抛光头固定在一起，其闭合端则固定在所述振动式研磨抛光装置的底板上，当所述研磨抛光头在所述振动装置的驱动下进行往复振动时，所述柔性支撑装置也随之振动。本发明所述振动式研磨抛光装置结构经济简单对零部件的加工和安装精度要求不高、有利于提高设备的振动频率并且可延长设备的使用寿命。

Description

振动式研磨抛光装置

技术领域

本发明涉及一种研磨抛光装置，特别涉及一种用于在现场对压辊进行研磨和抛光的振动式研磨抛光装置。

背景技术

随着塑胶、造纸、印刷及有色金属薄板轧制等行业的发展，各种大型压辊得到了广泛的使用。这些压辊在使用较长时间之后会出现表面光洁度降低的情况，从而造成了产品质量的下降。此时必须将压辊拆下并进行研磨和抛光，这样会造成大量的人力和财力的损失。为此本发明的设计人在申请日为2000年11月30日、题为“现场研磨抛光机”的中国专利中公开了一种可在不用拆下压辊的情况下对其进行研磨和抛光的装置，从而解决了上述问题。另外，该文也作为参考文献而被整体结合到本发明当中。在该装置中，传动系统带动曲柄连杆，而曲柄连杆则带动振动滑块以通过直线导轴使研磨抛光头做直线的往复运动。同时，研磨抛光头中的抛光轮还在卷绕在单向收卷装置上的抛光带的带动下旋转。该装置的主要问题是，由于它是用二至四个相互平行的直线导轴做研磨抛光头的导向、用曲轴连杆使研磨抛光头做直线往复运动的，因此这种连接结构是一种刚性连接结构，在对压辊进行研磨抛光时所产生的快速振动会导致研磨抛光头与直线导轴之间出现相对运动。如果长期工作，则会使直线导轴产生较大的磨损甚至断裂，从而严重影响设备的正常使用并造成设备使用寿命缩短。另外，直线导轴的检查、保养、更换工作也较为烦琐。

本发明的内容

因此，本发明就是针对上述现有技术中存在的问题而做出的，其目的是提供一种振动式研磨抛光装置，其能够通过避免研磨抛光头与振动装置之间的连接件的损耗从而延长设备的使用寿命，并且可以具有较高的振动频率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种振动式研磨抛光装置，包括：研磨抛光头、振动装置以及支撑装置，其中所述研磨抛光头固定于所述支撑装置上，并可在所述振动装置的驱动下进行振动，所述振动式研磨抛光装置的特征在于，所述支撑装置为柔性支撑装置，其包括两块弹性片，所述两块弹性片的一端固接在一起形成一个“U”型框架，所述“U”型框架的开放端与所述研磨抛光头固定在一起，其闭合端固定在所述振动式研磨抛光装置的底板上，当所述研磨抛光头在所述振动装置的驱动下进行往复振动时，所述柔性支撑装置也随之振动。

优选地，所述两块弹性片为两块等长的高强度弹簧片。

所述振动装置可以位于所述“U”型框架结构的柔性支撑装置的中间，在这种情况下，所述振动装置包括电机以及固定在所述电机的转轴上的偏心运动装置，所述偏心运动装置被插入到所述研磨抛光头的内部，其与所述研磨抛光头的内壁具有间隙，当所述电机的转轴转动时，所述偏心运动装置在垂直于所述转轴的方向上产生偏心运动，从而使所述研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生振动。

所述偏心传动装置至少包括偏心轴套、偏心凸轮、曲轴连杆以及偏心轴之一。

在本发明的一个实施例中，所述振动装置进一步包括套设在所述偏心运动装置上的轴承，当所述电机的转轴转动时，所述轴承在所述偏心运动装置的带动下做垂直于所述电机转轴的水平方向的往复运动以形成振动，所述轴承的振动通过与所述研磨抛光头相连的振动装置传递给所述研磨抛光头，从而使所述研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的水平方向的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生振动。

另外，所述振动装置还可位于所述“U”型框架结构的柔性支撑装置的一侧，在这种情况下，所述振动装置包括电机、偏心传动装置、振动头以及与所述振动头固接的弹性传动片，所述偏心传动装置在所述电机转轴的带动下进行偏心转动，以带动所述振动头做垂直于所述电机转轴的的往复运动以形成振动，使所述弹性传动片在所述振动头的带动下进行振动，从而带动与所述弹性传动片固接在一起的研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的水平方向的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生振动。

所述偏心传动装置至少包括偏心轴套、偏心凸轮、曲轴连杆以及偏心轴之一。

所述研磨抛光头包括研磨装置或抛光装置。

所述研磨装置包括夹具和由其夹持的研磨石。

所述抛光装置包括抛光轮和抛光轮叉头，并且抛光砂带被卷绕在所述抛光轮和设置在所述抛光机的机壳上的用于收卷抛光带的收带装置。

所述收带装置包括带有单向轴承的收带轮，用于单向收放抛光砂带。

本发明所述振动式研磨抛光装置的优点在于，其结构经济简单、实用合理、对零部件的加工和安装精度要求不高、有利于提高设备的振动频率并且可延长设备的使用寿命。

附图的简要说明

图1为本发明所述振动式研磨抛光装置第一实施例的整体结构的主视示意图；

图2为本发明所述振动式研磨抛光装置第一实施例的整体结构的后视示意图；

图3a为本发明所述振动式研磨抛光装置第一实施例的整体结构的俯视示意图；

图3b为图3a中A部分的局部放大图；

图4为本发明所述振动式研磨抛光装置第一实施例的振动状态示意图；

图5为本发明所述振动式研磨抛光装置第二实施例的整体结构的主视示意图；

图6为本发明所述振动式研磨抛光装置第二实施例的整体结构的左视示意图；

图7为本发明所述振动式研磨抛光装置第二实施例的整体结构的后视示意图。

具体实施方式

以下参照附图进一步详述本发明的振动式研磨抛光装置的结构。

图1、图2、图3a及图3b分别为本发明的振动式研磨抛光装置第一实施例的整体结构的主视示意图、后视示意图、俯视示意图及图3a中A部分的局部放大图。如图1、图2、图3a及图3b所示，本发明的振动式研磨抛光装置包括：底板1及呈到凹字形垂直安装在底板1上的立板2；移动装置3，固定安装在底板1上位于立板2的凹入处；振动装置4，位于立板2的一侧并固定安装在移动装置3上；柔性支撑件5，固定安装在移动装置3上并位于振动装置4的两侧；研磨抛光装置6，安装在有振动装置4的立板2的一侧并与振动装置4相连接；固定安装在立板2上的收带装置7及安装在立板2上的冷却装置8。

移动装置3包括一长一短两个固定安装在底板1上的定位杆31，在两个定位杆31之间平行安装有两个导向杆32，在导向杆32上安装有可沿导向杆32横向移动的滑动座33。在长定位杆31上安装有一气缸34，在气缸活塞上固定安装有气缸顶板341，气缸顶板341与滑动座33固定连接。当气缸34工作时，气缸活塞带动气缸顶板341横向移动从而带动滑动座33沿导向杆32上横向移动。

振动装置4包括一与滑动座33固定连接的电机底座41，在电机底座41上固定安装有电机42，在电机42的输出轴上安装有一个偏心运动装置43，偏心运动装置43可以为偏心轴套、偏心凸轮或曲轴连杆等，在本实施例中为偏心轴套。偏心轴套43上固定安装有一振动轴承44，在振动轴承44外侧安装有振动头45。

如图4所示，电机42的输出轴作旋转动作，带动偏心轴套43作偏心旋转动作，从带动振动轴承44作偏心旋转动作，振动头45的内壁在竖直方向与振动轴承44有容让间隙46，在水平方向与振动轴承44没有间隙。当电机42的输出轴在0°与180°位置时，振动轴承44的偏心量在振动头45的内壁的容让间隙46内，此时，振动头处于中间位置；当电机42的输出轴在90°与270°位置时，振动轴承44推动振动头45的内壁，此时，振动头分别处于最左边及最右边的位置。当电机42的输出轴连续旋转时，该振动装置4就将旋转运动转换成振动头45的直线运动。

柔性支撑件5包括一固定安装在电机底座41上的弹簧片固定座51，两个振动弹簧片52的一端分别固定安装在弹簧片固定座51的两侧面，形成U形结构，另一端与振动头45固定连接，其连接方式可以是螺钉或螺栓连接、铆钉连接或焊接等多种方式。两个振动弹簧片52为等长的高强度弹簧片。当振动头45高频振动时，振动弹簧片52随之振动，起到柔性支撑的保持架的作用。

研磨抛光装置6包括一与振动头45固定连接的叉头61及安装在叉头61上的研磨抛光头62。研磨抛光头62为抛光头或可替换抛光头的研磨头(当需要研磨时，将抛光轮叉头61及抛光轮62拆下，装上研磨夹具及研磨石即可)。当振动头45高频振动时，与振动头45固定连接的叉头61也随之高频振动，从而带动安装在叉头61上的研磨抛光头62高频振动。

收带装置7包括安装在立板2一侧面上的一收带电机71，一与收带电机71的输出轴连接的收带减速器72及安装在立板2的另一侧与收带减速器72的位置相对应并与收带减速器72相连接的收带轮73和安装在立板2上与收带轮73同侧的放带轮74及两个安装在立板2下端的导向轮75。将抛光用的卷状精密抛光砂带76顺序安装在收带轮73、研磨抛光头62、两个导向轮75及放带轮74上。当收带电机71工作时，通过收带减速器72驱动收带轮73缓慢旋转，从而使耗材砂带自放带轮74收卷到收带轮73上，本发明的振动式研磨抛光装置采用了单向收带的方式，即在收带轮73中安装有单向轴承，使收带轮73只能按单一方向转动，因此砂带不循环使用，保证了砂带的不断更新，保持了砂带76的自锐性，避免了一般的抛光形式所出现的工件首尾抛光效果不一致的缺陷，从而保证了工件质量的稳定。放带轮74可无极调节控制砂带76的张紧力，可以使砂带76的张力保持稳定，避免了砂带76张力过紧产生的爬行现象及砂带张力过松产生的收带速度不均匀的现象。

由于本发明的振动式研磨抛光装置在工作时，研磨抛光头62产生高频振动，最高频率可以达到100HZ，因此在研磨抛光头62与被加工工件的接触面之间会产生很高的热量，如果不及时冷却，将会降低加工的质量及研磨抛光头62的使用寿命，因此本发明的振动式研磨抛光装置还包括一冷却装置8。冷却装置8包括冷却水管81及与冷却水管81相连接的冷却水循环装置(图中未示出)，由于冷却水循环装置为现有技术，在此不再做详细描述。在立板2的上部开设有一通孔，冷却水管81穿过该通孔与冷却水循环装置相连接。在工作时冷却水管81的出水口正对在研磨抛光头62与加工工件的接触处。冷却水管81为可弯折的挠性管，其可以随着研磨抛光头62的移动而改变位置。

本发明第一实施例的工作原理是：首先，通过气缸34带动滑动座33横向移动，从而带动了与滑动座33固定连接的电机底座41横向移动，由于振动装置4、柔性支撑件5及研磨抛光装置6均安装在电机底座41上，因此振动装置4、柔性支撑件5及研磨抛光装置6均随着气缸34的移动而同时横向移动，用来调整研磨抛光头与待加工工件的距离。当将研磨抛光头调整到预定位置后，启动电机42，电机42的输出轴旋转，带动偏心轴套旋转，从而驱动振动头45产生振动，带动安装在振动头45上的研磨抛光头62高频振动，完成对工件的研磨或抛光，与振动头45固定连接的两个振动弹簧片52也随之振动，起到柔性支撑的保持架的作用。

图5、图6及图7为本发明所述振动式研磨抛光装置第二实施例的整体结构的主视、左视和后视示意图。如图5、图6及图7所示，在本实施例中，振动式研磨抛光装置包括一底板1’及一垂直安装在底板1’上的立板2’；一移动装置3’固定安装在底板1’上；一振动装置4’固定安装在立板2’的一侧面上；柔性支撑件5’固定安装在底板1’上；一研磨抛光装置6’与移动装置3’及振动装置4’相连接；一固定安装在立板2’上的收带装置7’及一安装在立板2’上的冷却装置8’。

移动装置3’包括固定安装在底板1’上的气缸31’及与气缸31’的活塞连接的伸缩轴32’。

振动装置4’包括一固定安装在立板2’一侧上的电机42’。在电机42’的输出轴上安装有一个偏心运动装置43’，偏心运动装置43’可以为偏心轴套、偏心凸轮或曲轴连杆、偏心轴等，在本实施例中为偏心轴。偏心轴43’通过轴承与振动块47’相连接，振动块47’的一端与一弹性传动片44’的一端固定连接，弹性传动片44’的另一端与振动头45’固定连接。在立板2’对应于弹性传动片44’的位置开设有一通槽46’，弹性传动片44’插入通槽46’并伸出到立板2’的另一侧。当电机42’工作时，电机42’的输出轴旋转，带动偏心轴43’旋转，驱动振动块47’产生横向振动并带动弹性传动片44’振动，从而带动振动头45’振动。

柔性支撑件5’包括一固定安装在底板1’上的弹簧片固定座51’，两个振动弹簧片52’的一端固定安装在弹簧片固定座51’的两侧面，形成U形结构，另一端与研磨抛光装置6’的抛光头62’连接并可随抛光头一起动作。两个振动弹簧片52’为等长的高强度弹簧片。

研磨抛光装置6’包括一与弹性传动片44’固定连接的叉头61’及安装在叉头61’上的研磨抛光头62。研磨抛光头62’为抛光头或可替换抛光头的研磨头(当需要研磨时，将抛光轮叉头61’及抛光轮62’拆下，装上研磨夹具及研磨石即可)。当弹性传动片44’高频振动时，与弹性传动片44’固定连接的叉头61’也随之高频振动，带动安装在叉头61’上的研磨抛光头62’高频振动。而当研磨抛光头62’高频振动时，振动弹簧片52’也随之振动，起到柔性支撑的保持架的作用。气缸31’安装在研磨抛光头62’后侧，当气缸活塞前后伸缩时，通过伸缩轴32’直接带动抛光轮叉头61’及研磨抛光头62’前后移动，以调整研磨抛光头62’与待加工工件之间的距离。

弹性传动片44’与振动头45’的一侧固定连接，气缸31’固定安装在振动头45’的后侧，抛光轮62’安装在叉头61’上，并通过伸缩轴32’用螺钉直接固定在气缸31’活塞上。因此，当弹性传动片44’将振动动作传递到振动头时，所有与振动头45’相连的部件(包括气缸31’、伸缩轴32’、叉头61’、抛光轮62’)都在振动；同时，抛光轮62’又能通过伸缩轴32’、叉头61’在气缸31’的活塞的带动下前后移动。气缸31’的作用主要是提供一个稳定的工作压力来工作。

收带装置7’包括安装在立板2’一侧面上的一收带电机71’，一与收带电机71’的输出轴连接的收带减速器72’及安装在立板2’的另一侧与收带减速器72’的位置相对应并与收带减速器72’相连接的收带轮73’和安装在立板2’上与收带轮73’同侧的放带轮74’及两个安装在立板2’下端的导向轮75’。将抛光用的卷状精密抛光砂带76’顺序安装在收带轮73’、研磨抛光头62’、两个导向轮75’及放带轮74’上。当收带电机71’工作时，通过收带减速器72’驱动收带轮73’缓慢旋转，从而使耗材砂带自放带轮74’收卷到收带轮73’上。本发明的振动式研磨抛光装置采用了单向收带的方式，即在收带轮73’中安装有单向轴承，使收带轮73’只能按单一方向转动，因此砂带不循环使用，保证了砂带的不断更新，保持了砂带76’的自锐性，避免了一般的抛光形式所出现的工件首尾抛光效果不一致的缺陷，从而保证了工件质量的稳定。放带轮74’可无极调节控制砂带76’的张紧力，可以使砂带76’的张力保持稳定，避免了砂带76’张力过紧产生的爬行现象及砂带张力过松产生的收带速度不均匀的现象。

冷却装置8’包括冷却水管81’及与冷却水管81’相连接的冷却水循环装置(图中未示出)，由于冷却水循环装置为现有技术，在此不再做详细描述。在立板2’的上部开设有一通孔，冷却水管81’穿过该通孔与冷却水循环装置相连接。在工作时冷却水管81’的出水口正对在研磨抛光头62’与加工工件的接触处。冷却水管81’为可弯折的挠性管，其可以随着研磨抛光头62’的移动而改变位置。

本发明的工作原理是：首先，通过气缸31’带动研磨抛光头62’横向移动，用来调整研磨抛光头62’与待加工工件的距离。当将研磨抛光头62’调整到预定位置后，启动电机42’，电机42’的输出轴旋转，带动偏心轴43’旋转，从而驱动振动头45’产生振动，带动安装在振动头45’上的弹性传动片44’高频振动，使与弹性传动片44’连接的研磨抛光头62’同时高频振动，完成对工件的研磨或抛光，同时与研磨抛光头62’固定连接的两个振动弹簧片52’也随之振动，起到柔性支撑的保持架的作用。

由于现有技术中的刚性支撑系统对零部件的加工精度要求高，其抛光头必须采用数控铣床等高精度的加工设备来加工，而本发明所采用振动弹簧片属于柔性支撑系统，振动部件与支撑部件没有相对运动，也就不存在磨损，由机械磨损而产生的设备寿命短的问题则随之解决。柔性支撑系统的各零部件只要普通机床即可加工。刚性支撑系统对零部件的安装精度要求高，其导向杆的平行度、位置度都有较高的要求，而柔性支撑系统由于是弹性联接，相对而言，其要求就低了很多。

Claims (10)

1.一种振动式研磨抛光装置，包括：研磨抛光头、振动装置以及支撑装置，其中所述研磨抛光头固定于所述支撑装置上，并可在所述振动装置的驱动下进行振动，所述振动式研磨抛光装置的特征在于，

所述支撑装置为柔性支撑装置，其包括两块弹性片，所述两块弹性片的一端固接在一起以形成一个“U”型框架，所述“U”型框架的开放端与所述研磨抛光头固定在一起，其闭合端则固定在所述振动式研磨抛光装置的底板上，当所述研磨抛光头在所述振动装置的驱动下进行往复振动时，所述柔性支撑装置也随之振动。

2.根据权利要求1所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述柔性支撑装置的“U”型框架由高强度弹性片制成。

3.根据权利要求2所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，构成所述柔性支撑装置的“U”型框架的所述两块弹性片为两块等长的高强度弹簧片。

4.根据权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述振动装置位于所述“U”型框架结构的柔性支撑装置的中间，在这种情况下，所述振动装置包括电机以及固定在所述电机的转轴上的偏心运动装置，所述偏心运动装置被插入到所述研磨抛光头的内部，其与所述研磨抛光头的内壁具有间隙，当所述电机的转轴转动时，所述偏心运动装置在垂直于所述转轴的水平方向上产生偏心运动，从而使所述研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的水平方向的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生振动。

5.根据权利要求4所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述偏心传动装置至少包括偏心轴套、偏心凸轮、曲轴连杆以及偏心轴之一。

6.根据权利要求4所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述振动装置进一步包括套设在所述偏心运动装置上的轴承，当所述电机的转轴转动时，所述轴承在所述偏心运动装置的带动下做垂直于所述电机转轴的往复运动以形成振动，所述轴承的振动通过与所述研磨抛光头相连的振动装置传递给所述研磨抛光头，从而使所述研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的水平方向的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生水平方向的振动。

7.根据权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述振动装置位于所述“U”型框架结构的柔性支撑装置的一侧，在这种情况下，所述振动装置包括电机、偏心传动装置、振动头以及与所述振动头固接的弹性传动片，所述偏心传动装置在所述电机转轴的带动下进行偏心转动，以带动所述振动头做垂直于所述电机转轴的水平方向往复运动以形成振动，所述弹性传动片在所述振动头的带动下进行振动，从而带动与所述弹性传动片固接在一起的研磨抛光头产生垂直于所述电机转轴的水平方向的振动，进而也使与所述研磨抛光头相连的柔性支撑装置产生振动。

8.根据权利要求7所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述偏心传动装置至少包括偏心轴套、偏心凸轮、曲轴连杆以及偏心轴之一。

9.根据权利要求1所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，所述研磨抛光头包括研磨装置或抛光装置。

10.根据权利要求1所述的振动式研磨抛光装置，其特征在于，进一步包括一冷却装置。

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