CN202367432U - 工业用现场在线镗铣专用设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工业用现场在线镗铣专用设备，该设备主要由主轴、芯轴、刀架、定位装置、减速机、变频器、操作机构、动力源、进给机构等连接构成。该设备可根据需要对于工业上（电力、钢铁、石化等）需要在线维修改造的阀门、水泵、容器、换热器等壳体以及焊接到以上壳体上的零部件进行镗、铣、钻、磨等机械加工，也可对其任何需要补焊、堆焊部位进行机械加工。应用该设备可使管线上安装的各种阀门、水泵、容器等设备不用从管线上拆除下来，进行壳体内壁、端面、堆焊、补焊、挖除等各种机械加工或维修，是工业上大中小型各种阀门、水泵、容器、换热器的改造检修的首选现场加工设备。应用该设备可大大缩短维修时间，提高维修质量，安全可靠。

Description

工业用现场在线镗铣专用设备

技术领域

本实用新型涉及一种工业用镗铣设备，特别涉及一种工业用现场在线镗铣专用设备。

背景技术

目前，火力发电厂、核电站、化工厂、钢厂、石化等大型工业企业，在工业的生产过程中，生产线或热力系统当中应用的阀门、容器、水泵等设备，由于运行参数苛刻，温度压力很高，因此大部分都是不便于拆解的设备。此类设备的检修、修复、改造工作量很大，时间紧，质量要求高，用户存在在线检修的迫切需求。

大型工业企业一般都是涉及国计民生的重点企业，对于生产线的要求高，计划检修的时间短，将阀门等设备离线检修将严重影响生产。由于目前国内大型工业企业在人力资源设计上，都是以运行操作人员为主，基本不设检修维护岗位，故在检修、抢修过程中面临时间紧、人员少、任务重。大型设备价格高投入大，如果更换将会给企业造成巨大的经济损失，修旧利废的需求很大。

实施中，需要维修的设备（阀门、容器、水泵），一般施工复杂，安装工期长，技术难度大；如果将设备从管线上拆解下来费时费力，工期上不允许。

绝大多数工业生产设备的损坏都不是太严重，但是已经达到了功能失效的程度，不修则不能用，以前要拆解维修的原因是没有现场机械加工的手段；如果拆解修复，拆解回装的时间是缺陷修复时间的5~10倍。

因此，提供一种结构简单，设计合理，安全可靠，应用效果显著的工业用现场在线镗铣专用设备，成为该领域技术人员亟待着手解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单，设计合理，降低维护成本，提高生产效率，应用效果显著的工业用现场在线镗铣专用设备；即提供一种能够彻底解决工业生产中的阀门、容器、水泵等设备进行现场在线改造维修的专用设备，能够解决以上设备改造维修时需要完成的各种机械加工工作。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于该设备包括主轴、芯轴、主轴套、动力传递件、推力套、刀架、手轮、定位机构的连接件、轴承、刀具、滑动轴承、支撑杆、支撑件、减速机、轴承、推力轴承、滑动轴承及固定盘；

该设备通过定位机构的连接件采用连接螺栓在连接螺栓孔处与需要加工的目标部件相固定；所述定位机构的连接件与主轴套通过固定螺栓固定连接，同时通过主轴套上、下部的定位盘保证与目标部件保持同心度及平行度；

该设备输出的动力通过与减速机的联接进行输出，减速机与支撑件通过固定螺栓固定连接，支撑件通过间隔均匀设有的支撑杆与定位机构的连接件同心固定，所述减速机输出的旋转切削力通过键连接传递到芯轴上；

该设备的驱动力通过驱动操作机构的手轮，传递到动力传递件，所述主轴与动力传递件之间螺纹联接，主轴与主轴套之间为键联接，或为固定导向螺栓连接；所述主轴上设有轴承与芯轴配合连接于刀具；所述芯轴、主轴传递到主轴套及动力传递件下部的推力盘部位连接，且通过动力传递件推力盘部位上、下的推力轴承、推力套、连接螺栓、连接件连接传递到所需加工部件；

所述减速机输出的旋转切削力通过键连接传递到芯轴上，所述刀架及刀具与芯轴键连接，通过与芯轴键连接的刀架及刀具输出切削力；

该设备切削机构由刀架、刀具、紧定螺钉、固定盘及固定螺栓构成，所述刀具通过紧定螺钉固定在刀架上。

所述刀架设为两种结构；所述刀架中心或偏心部位设有轴孔与芯轴下端配合，轴孔形状设为锥形轴孔或直孔；为了保证刀架与芯轴可靠固定，在与刀架的轴孔垂直部位设有紧定螺钉孔，用于刀架与芯轴下端固定连接；且在轴孔内壁设有轴向键槽；

所述刀架的单侧或双侧、多侧立面部位设有刀具、固定槽，刀具径向安装或轴向安装于刀具的固定槽内，同时在刀架的固定槽侧壁上设有用于固定刀具的固定螺孔。

所述芯轴与主轴之间上、下对应设有用于定位支撑的轴承，且上部设有拉紧固定的螺母。

所述主轴与主轴套的之间设有滑动轴承。

所述定位机构的连接件与主轴外套之间固定连接，即定位机构的连接件上的均匀布设连接螺孔与主轴外套上的连接孔由对应设有的固定螺栓连接。

该设备对应所需加工部件的端部配设进行固定的钢卡子。

本实用新型的有益效果是：应用本实用新型可以使工业生产线上安装的各种阀门、水泵、容器等设备不用从管线上拆除下来，进行壳体内壁、端面、堆焊、补焊、挖除等各种机械加工或维修，是工业上大中小型各种阀门、水泵、容器、换热器的改造检修的首选现场加工设备。通过该设备的机械加工，避免了用户将生产设备从管线上拆除的困难，使得短时间内进行设备检修成为可能，避免因为时间紧不能维修影响生产可能造成的各种损失。应用该设备可以大大的减少工作量，缩短维修时间，提高维修质量。

该工业用现场在线镗铣专用设备可根据需要对于工业上（电力、钢铁、石化等）需要在线维修、改造的阀门、水泵、容器、换热器等壳体以及焊接到以上壳体上的零部件进行镗、铣、钻、磨等机械加工，也可对于以上壳体的任何需要补焊、堆焊部位进行机械加工。

本实用新型从根本上解决了现有技术存在的难题，使得阀门、容器、水泵等设备的在线改造、检修成为可能；显著提高了劳动生产率和生产安全性，具有非常巨大的市场前景。

附图说明

图1本实用新型工业用现场在线镗铣专用设备结构示意图；

图2定位机构主要部件（连接件）结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4动力传递机构部件（主轴套）结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6动力传递机构部件（支撑件）俯视结构示意图；

图7动力传递件结构示意图；

图8是图7的局部结构放大示意图；

图9是图8的上端面俯视图；

图10是刀架1结构示意图；

图11是图10的俯视图；

图12是刀架2结构示意图；

图13是图12的俯视图；

图14是连接件与加工件连接结构示意图。

图中：1主轴，2芯轴，3主轴套，4动力传递件，5推力套，6刀架，7手轮，8定位机构的连接件，9轴承，10刀具，11滑动轴承，12固定导向螺栓，13支撑杆，14支撑件，15减速机，16固定螺栓，17轴承，18推力轴承，19固定螺栓，20连接螺栓，21、22固定螺孔，23滑动轴承，24固定螺母，25固定螺栓，26固定盘，27紧定螺钉，28连接螺栓孔，29螺母，30轴孔，31紧定螺钉孔，32、33固定螺孔，34固定槽， 35轴向键槽，36传导螺纹，37拨槽，38键槽，39连接螺孔，40连接孔，41槽道，42连接孔，43所需连接部件端部，44连接螺孔，45钢卡子。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下： 

如图1-图14所示，一种工业用现场在线镗铣专用设备，该设备包括主轴1、芯轴2、主轴套3、动力传递件4、推力套5、刀架6、手轮7、定位机构的连接件8、轴承9、刀具10、滑动轴承11、支撑杆13、支撑件14、减速机15、 轴承17、推力轴承18、滑动轴承23及固定盘26；

该设备的主要结构如图1所示，定位机构部分结构及原理说明：该设备通过定位机构的连接件8用连接螺栓在连接螺栓孔28处与需要加工的目标部件相固定；定位机构的连接件8与主轴套3通过固定螺栓19固定连接，同时通过主轴套3上部及下部的定位盘保证与目标部件保持同心度及平行度，主轴套3上部及下部的定位盘可以直接加工，也可以采用加装定位圈，定位圈用固定螺栓通过固定螺孔21、22与主轴套3可靠固定连接。

如图1所示，动力输出机构部分结构及原理说明：（图中未示出）电机（气动力头、液压头）输出的动力通过与减速机15的联接进行输出，减速机15与支撑件14通过固定螺栓16固定连接，支撑件14通过若干根支撑杆13或支撑套、支撑板与定位机构的连接件8固定，并保证定位机构的连接件8与支撑件14的同心度、平行度及相对的稳定性。通过减速机15输出的旋转切削力通过键连接（或其它形式）传递到芯轴2上，用以完成机械加工的动作。

如图1所示，动力传递机构的结构及原理说明：动力传递机构由推力传递部分、切削力传递部分。推力传递部分主要负责传递机械加工需要的轴向推力，动力源（人工、电动、气动、液动）的驱动力通过驱动操作机构的手轮7或其它相应机构，传递到动力传递件4使其旋转，由于主轴1与动力传递件4之间是螺纹联接，主轴1与主轴套3之间为键联接，联接键也可以用固定导向螺栓12代替，通过以上的联接关系使得扭力转换为主轴1的推力，主轴1上的推力通过轴承9、17传递给芯轴2再传递到切削机构的刀具10上，完成切削轴向推力的传递。在机械加工过程中出现的轴向反作用力同样通过切削机构、芯轴2、主轴1传递到主轴套3及动力传递件4上的推力盘上，再通过推力盘上下的推力轴承18、推力套5、连接螺栓20、定位机构的连接件8传递到需加工部件，实现推力的平衡。

如图1所示，动力传递机构的切削力传递部分，通过减速机15输出的旋转切削力通过键连接（或其它形式）传递到芯轴2上，通过与芯轴2键连接的刀架6及刀具10输出切削力，用以完成机械加工的动作。 

如图1所示，该设备的切削机构部分结构及原理说明：切削机构由刀架6、刀具10、紧定螺钉27、固定盘26及固定螺栓25构成，所述刀具10通过紧定螺钉27固定在刀架6上完成切削动作。其中刀架可设有两种结构形式，如图10-图13所示，根据需要应用在不同的加工部位。其中芯轴2与主轴1的定位支撑依靠轴承9、17完成，同时芯轴2与主轴1的轴向定位，依靠螺母29拉紧固定。

如图1所示，该设备的主轴1与主轴套3的支撑依靠滑动轴承11、23完成。

如图2、图3、图6所示，其上各设计四个连接孔39、42，其中连接件8的连接孔39为螺孔，支撑件14的连接孔42为光孔，连接孔42需要精加工，并且与支撑杆13端部的配合间隙为0.03-0.05mm，以保证减速机的支撑稳定性。

如图2、图3、图14所示，所述定位机构的连接件8的两端，对称加工出通透的槽道41，也可以加工出相应的光孔，用于设备与需加工部件端部43连接固定，加工槽道的原因是可以根据不同的需加工部件端部43螺栓中心距进行方便的调节固定。同时，对于没有固定螺栓的需加工部件端部43，可以设计切割成两部分的钢卡子45，进行可靠的固定。

如图2、图3所示，所述定位机构的连接件8与主轴外套3之间的固定连接，是依靠定位机构的连接件8上的均匀布置的6个连接螺孔44与主轴外套3上的连接孔40由六条固定螺栓19可靠连接；连接孔及螺栓的数量、规格可根据设备的载荷尺寸进行增减调节。

如图7、图8、图9所示，动力传递件4为了保证其能够有效的传递转换轴向推力，在其内壁下部设计有80mm-150mm不等长度的传导螺纹36；为保证手轮7与动力传递件4的连接不会相互转动，在动力传递件4的中部外侧轴向设计有一键槽38，键槽38宽度一般为8-12mm，根据情况也可以调整结构尺寸；同时，为了便于动力传递件4的组装、拆卸等工作，在动力传递件4顶部设计加工有拨槽37，且数量尺寸不固定。

如图10、图11示出刀架1结构、如图12、图13示出刀架2结构，在刀架6的几何中心部位或偏心部位，设计有轴孔30与芯轴2下端配合，轴孔30形状一般设计为锥形轴孔，也可以设计为直孔；为了保证刀架6与芯轴2可靠固定，在与刀架6的轴孔30垂直部位设计1个或若干个紧定螺钉孔31，在刀架6与芯轴2下端配合安装好以后，用紧定螺丝固定保证刀架6不松脱；为保证刀架6与芯轴2不会相对转动，在轴孔30内壁上设计有轴向键槽35，利用键使得刀架6与芯轴2固定牢靠不相对转动，保证了刀架的切削动作。

所述刀架6的单侧或双侧、多侧立面部位设计有刀具10、固定槽34，刀具10可以径向安装也可以轴向安装于刀具10的固定槽34，用于加工加工件的不同部位、端面或内壁，同时在刀架6的固定槽34侧壁上设计有1个或者若干个刀具10固定螺孔32、33，用于固定刀具10。

本实用新型可根据需要制成各种规格，应用时非常方便，合理的结构设计可大大节约调试运行时间，有效降低生产成本。

本实用新型主要技术特点及应用效果如下：

所述动力传递机构包括：切削力传递部分，如减速机、芯轴；推力传递部分包括主轴、主轴套、操作机构、推力盘、推力轴承。推力传递部分加工需要的轴向推力，通过主轴的往复运动实现，动力源（人工、电动、气动、液动）的动力通过驱动动力传动件，使得动力传动件旋转，动力传动件与主轴套之间通过螺纹联接，主轴套与主轴间通过键将扭力转换为主轴上轴向推力，再传递到刀架、刀具等切削部件上。在传递过程中，为保证主轴不旋转只能往复运动，主轴与主轴套之间采用键连接。在机械加工过程中出现的轴向反作用力同样通过刀具、刀架、芯轴、主轴传递到主轴套及其上的推力盘上，再通过推力盘上下的推力轴承、推力套、定位盘传递到需加工部件上，实现推力的平衡。

通过动力传递机构，将现场机械加工过程中所需要的动力传递到安装在刀架上的刀具上以完成切削、镗、铣、钻等的工作，同时在加工过程中产生的轴向反作用力通过动力传递机构传递到需加工部件上，实现轴向推力的平衡。根据需要加工部件的形状、尺寸、部位、结构，该设备可以根据具体情况对于定位设备（结构、尺寸等）、刀架（结构、大小、形状等）、研磨盘、芯轴（长短、粗细）、转速（变速箱、变频器）、动力（电动、气动、液压）进行适时地调整，以保证机械加工工作的顺利完成，不需要将加工部件从管线上拆除。

所述切削机构包括：刀架、刀具及紧定螺钉，刀具通过紧定螺钉固定在刀架上完成切削动作。切削力传递部分加工的旋转切削力是通过减速机将切削动力（电动、气动、液动）传递到连接在芯轴上的刀架，由固定在刀架上的刀具完成对目标部位的镗、铣、钻、磨等机械加工任务。其中刀架可以有两种结构形式应用在不同的加工部位。为了在将减速机的扭矩传递到芯轴上，在芯轴的上部通过键连接与减速机相联。

该设备机械加工需要的轴向推力，通过主轴的往复运动实现，动力源（人工、电动、气动、液动）的动力通过动力传动件，使得动力传动件旋转，动力传动件与主轴套之间通过螺纹联接，主轴套与主轴间通过两组滑动轴承导向定位，主轴与主轴套之间为键联接，联接键也可以用固定导向螺栓代替，通过以上的联接关系使得扭力转换为主轴的推力，再传递到刀架、刀具等切削部件上。同时，在机械加工过程中出现的轴向反作用力同样通过刀具、刀架、芯轴、主轴传递到主轴套及其上的推力盘上，再通过推力盘上下的推力轴承、推力套、定位盘传递到需加工部件上，实现推力的平衡。

所述的定位机构包括：定位盘、固定螺栓、定位套，切削机构、动力传递机构、动力输出机构通过固定的方法与定位盘定位套连接，再通过固定螺栓与需加工部件定位连接固定，以完成加工动作。

所述的动力输出机构包括：电机（气动力头、液压头）、变频器（选用）、其它附件，输出切削动力。

所述的工业用现场在线镗铣专用设备，可根据阀门等部件壳体等连接部位的规格以及需要加工部位的深度，该设备可以根据具体情况对于定位设备、芯轴、刀架、研磨盘的结构、尺寸等进行设计、调整以适应不同的机械加工。

主轴套上部及下部的定位盘与加工部件设计为间隙配合，定位盘可以直接加工，也可以采用加装定位圈，定位圈用固定螺栓通过固定螺孔与主轴套可靠固定连接。

该设备可根据阀门等部件壳体等需加工部件的材料材质（合金钢、不锈钢、堆焊材料）不同、技术要求（粗糙度、角度、精度等）不同，可以通过改变变速箱、变频器的设计；改变拖动力电动、气动或液动，相应对拖动机构进行改变设计、适时调整，以保证机械加工工作的顺利完成。

上述参照实施例对该工业用现场在线镗铣专用设备进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的；因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于该设备包括主轴、芯轴、主轴套、动力传递件、推力套、刀架、手轮、定位机构的连接件、轴承、刀具、滑动轴承、支撑杆、支撑件、减速机、轴承、推力轴承、滑动轴承及固定盘；

该设备通过定位机构的连接件采用连接螺栓在连接螺栓孔处与需要加工的目标部件相固定；所述定位机构的连接件与主轴套通过固定螺栓固定连接，同时通过主轴套上、下部的定位盘与目标部件保持同心度及平行度；

该设备输出的动力通过与减速机的联接进行输出，减速机与支撑件通过固定螺栓固定连接，支撑件通过间隔均匀设有的支撑杆与定位机构的连接件同心固定，所述减速机输出的旋转切削力通过键连接传递到芯轴上；

该设备的驱动力通过驱动操作机构的手轮，传递到动力传递件，所述主轴与动力传递件之间螺纹联接，主轴与主轴套之间为键联接，或为固定导向螺栓连接；所述主轴上设有轴承与芯轴配合连接于刀具；所述芯轴、主轴传递到主轴套及动力传递件下部的推力盘部位连接，且通过动力传递件下部的推力盘上、下的推力轴承、推力套、连接螺栓、连接件连接传递到所需加工部件；

所述减速机输出的旋转切削力通过键连接传递到芯轴上，所述刀架及刀具与芯轴键连接；

该设备切削机构由刀架、刀具、紧定螺钉、固定盘及固定螺栓构成，所述刀具通过紧定螺钉固定在刀架上。

2.根据权利要求1所述的工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于所述刀架设为两种结构；所述刀架中心或偏心部位设有轴孔与芯轴下端配合，轴孔形状设为锥形轴孔或直孔；在与刀架的轴孔垂直部位设有紧定螺钉孔，用于刀架与芯轴下端固定连接；且在轴孔内壁设有轴向键槽；

所述刀架的单侧或双侧、多侧立面部位设有刀具、固定槽，刀具径向安装或轴向安装于刀具的固定槽内，同时在刀架的固定槽侧壁上设有用于固定刀具的固定螺孔。

3.根据权利要求1所述的工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于所述芯轴与主轴之间上、下对应设有用于定位支撑的轴承，且上部设有拉紧固定的螺母。

4.根据权利要求1所述的工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于所述主轴与主轴套之间设有滑动轴承。

5.根据权利要求1所述的工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于所述定位机构的连接件与主轴外套之间固定连接，即定位机构的连接件上的均匀布设连接螺孔与主轴外套上的连接孔由对应设有的固定螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的工业用现场在线镗铣专用设备，其特征在于该设备对应所需加工部件的端部配设进行固定的钢卡子。

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