CN206998454U - 一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统，包括切削机构和准直装置，切削机构包括支撑筒、套在支撑筒上的镗筒和驱动镗筒绕支撑筒旋转并沿支撑筒移动的驱动装置，镗筒和支撑筒之间设有轴承组件，支撑筒首尾两端设有支撑并调节支撑筒方位的调整架，准直装置包括放置在支撑筒首尾两侧的激光源和接受激光源射出激光束的指示屏，准直装置还包括识别镗筒旋转轴线的识别系统。准直装置识别出镗筒旋转轴线，激光源射出的激光束为标准参考轴线，调整架调节支撑筒方位也即调节镗筒方位，使镗筒的旋转轴线和激光源的射线共线；加工多个支承孔时，可以轻易地保证各个支承孔的同轴度。此实用新型用于大型船舶螺旋桨驱动轴的多个支承孔加工领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型船舶螺旋桨驱动轴的多个支承孔加工领域，特别是涉及一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统。
背景技术
大型船舶螺旋桨驱动轴支承座跨度大，通常有100m，为了承托螺旋桨驱动轴，需要间隔开地设置若干支承孔，进而需要加工深度为1m或者以上的支承孔，而且相邻两支承孔之间通常间隔约30m，在加工时能否保证若干支承孔的同轴度，直接影响到大型船舶螺旋桨的工况以及使用寿命。
目前缺乏行之有效的方法来保证大跨度的孔系同轴度，进而导致不同支承孔的轴向出现偏差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于解决上述缺点的大跨度孔系加工的同轴度控制系统。
本实用新型所采取的技术方案是：
一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统，包括切削机构和准直装置，切削机构包括支撑筒、套在支撑筒上的镗筒和驱动镗筒绕支撑筒旋转并沿支撑筒移动的驱动装置，镗筒和支撑筒之间设有轴承组件，支撑筒首尾两端设有支撑并调节支撑筒方位的调整架，准直装置包括放置在支撑筒首尾两侧的激光源和接受激光源射出激光束的指示屏，准直装置还包括识别镗筒旋转轴线的识别系统。
作为上述方案的改进，识别系统包括两托盘，两托盘铰接调整架并可绕该铰接处旋转或摆动以避开激光源射出的激光束，两托盘上均设有屏幕和连接计算机的CCD相机，两屏幕各自处于激光源和同组的CCD相机之间，两CCD相机均朝向同组的屏幕，识别系统还包括设在镗筒首尾两端的激光器，两激光器分别朝向就近一侧的屏幕。
作为上述方案的改进，两托盘均包括转轴，两转轴分别安装于调整架上。
作为上述方案的改进，两屏幕垂直于镗筒的轴线。
作为上述方案的改进，镗筒的首尾两端可拆卸地设有支架，两支架可用紧定螺钉固定，两激光器分别安装在支架上，两支架为角钢或槽钢。
作为上述方案的改进，两调整架均为二维调整架，两调整架包括上下两截立柱、设在两立柱之间的竖向丝杆和横向丝杆，两托盘各自连接上截的立柱。
本实用新型的有益效果：此大跨度孔系加工的同轴度控制系统通过准直装置识别镗筒旋转轴线，激光源射出的激光束为标准参考轴线，利用调整架调节支撑筒的方位也即调节镗筒方位，可准确便捷地使镗筒的旋转轴线和激光源的射线共线，即保证支承孔的轴线与标准参考轴线重合；加工多个支承孔时，由于各个独立的支承孔均能确保与标准参考轴线共线，最终保证了各个支承孔的同轴度。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是加工系统的整体示意图；
图2是大型船舶螺旋桨和驱动轴组装示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，图2中长约100m的螺旋桨驱动轴旋转，需要若干支承孔定位。当支承孔出现错位时，会严重影响螺旋桨的功能。
本实用新型为一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统，包括切削机构和准直装置，切削机构包括支撑筒1、套在支撑筒1上的镗筒2和驱动镗筒2绕支撑筒1旋转并沿支撑筒1移动的驱动装置，镗筒2和支撑筒1之间设有轴承组件，支撑筒1首尾两端设有支撑并调节支撑筒1方位的调整架4，准直装置包括放置在支撑筒1首尾两侧的激光源7和接受激光源7射出激光束的指示屏8，准直装置还包括识别镗筒2旋转轴线的识别系统。
利用两点一线，激光源7和指示屏8能确定标准参考轴线，便于后续工作开展。
驱动装置包括可水平移动的基座、设在基座上的第一电机51、设在基座上的拨叉53、牵引所述基座水平移动的第二电机52。第一电机51通过带传动使镗筒2旋转。镗筒2上设有便于拨叉53卡入的拨叉53槽。第二电机52则是通过丝杆传动牵引基座水平移动。
轴承组件包括深沟球轴承、直线导轨、滑块等滑动副和相关零件，确保镗筒2绕支撑筒1旋转并沿轴向移动。其中一种实施例是在镗筒2和支撑筒1之间设有套管，套管沿轴向分布三条直线导轨，各直线导轨上设有两滑块，各滑块与镗筒2的内壁固定连接。套管两端与支撑筒1之间装有深沟球轴承。由于驱动装置和轴承组件属于现有设计，在此不赘述。
此大跨度孔系加工的同轴度控制系统通过准直装置识别镗筒2旋转轴线，激光源7射出的激光束为标准参考轴线，利用调整架4调节支撑筒1的方位也即调节镗筒2方位，可准确便捷地使镗筒2的旋转轴线和激光源7的射线共线，即保证支承孔的轴线与标准参考轴线重合；加工多个支承孔时，使用同一个激光源7射出激光束经过各支承孔，然后在每个支承孔处均安装好切削机构，由于各支承孔有统一的参照轴线，最终保证了各个支承孔的同轴度。
识别系统包括两托盘3，两托盘3铰接调整架4并可绕该铰接处旋转或摆动避开激光源7射出的激光束，两托盘3上分别设有屏幕31和连接计算机的CCD相机32，两屏幕31各自处于激光源7和同组的CCD相机32之间，两CCD相机32均朝向同组的屏幕31，识别系统还包括设在镗筒2首尾两端的激光器6，两激光器6分别朝向就近一侧的屏幕31。
上述加工系统的使用方法是：
A.在所述支撑筒1的单侧摆放激光源7，保证激光源7投射的激光与若干待加工孔的轴线共线；
B.调节所述左端的调整架4使激光源7的激光束经过镗筒2左端的回转中心；
具体为打开所述激光源7和左侧的激光器6，然后旋转镗筒2；此时左侧的屏幕31上产生一个固定的光斑和一个由旋转的光斑形成光环，CCD相机32拍摄固定光斑和光环的图像，通过计算机图像识别软件计算出固定光斑和光环圆心的位置，从而得到固定的光斑和光环圆心之间的位置误差；
C.调节所述右端的调整架4使激光源7的激光束经过镗筒2右端的回转中心；
具体为旋转撤下左侧的托盘3，使激光源7的激光束投射到右侧的屏幕31；打开右侧的激光器6，调节右侧的所述调整架4使右侧的激光器6投射的光环的圆心与激光源7的光斑重合；
D.重复所述步骤B和步骤C两次以上，多次光环圆心和固定光斑的调整能够逐渐缩小误差，并最终落入加工允许的范围内；
E.所述激光源7投射的激光束同时经过镗筒2两端的回转中心时调节工作结束；
F.在其他待加工孔上重复所述步骤B～步骤E，直到完成多个孔系的加工。
实际使用中，两激光器6的激光会受到调整架4的部分遮挡，在对应的屏幕31上走出断断续续的圆弧，但根据数学原理在圆弧上取三点即可得出镗筒2的旋转轴心。
作为优选的实施方式，两屏幕31需要透光，使投射到屏幕31一面的光斑能在另一面清晰可辨。
作为优选的实施方式，两托盘3均包括转轴，两转轴分别安装于调整架4上。该设计结构简单实用，避免托盘3上的CCD相机32挡住激光源7的激光束。
作为优选的实施方式，两屏幕31垂直于镗筒2的轴线，能更准确地识别光环的圆心。
作为优选的实施方式，镗筒2的首尾两端可安装临时支架21，临时支架可用紧固螺钉固定，两激光器6分别安装在支架21上。该设计使激光器6尽可能地靠近屏幕31，更好地调节激光器6的发射角度，然后将激光束投射到屏幕31上。支架21可以为角钢或槽钢，均利用了两者具有一定的刚度的特点，避免材料因变形而影响激光器的投射结果。当选用直角角钢时，各紧固螺钉固定直角角钢的一面使另一面沿直径方向延伸。
调整架4为二维调整架，可以实现上下和前后的二维调节，调整架4的一种实施例是：立柱由上下两截梁组成，采用竖向的丝杆使其可以上下移动；采用横向丝杆实现前后位置的移动；该调整架4具有调节两个方向移动的旋钮。
当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：包括切削机构和准直装置，所述切削机构包括支撑筒(1)、套在支撑筒(1)上的镗筒(2)和驱动所述镗筒(2)绕支撑筒(1)旋转并沿支撑筒(1)移动的驱动装置，所述镗筒(2)和支撑筒(1)之间设有轴承组件，所述支撑筒(1)首尾两端设有支撑并调节支撑筒(1)方位的调整架(4)，所述准直装置包括放置在支撑筒(1)首尾两侧的激光源(7)和接受激光源(7)射出激光束的指示屏(8)，所述准直装置还包括识别镗筒(2)旋转轴线的识别系统。
2.根据权利要求1所述的大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：所述识别系统包括两托盘(3)，两所述托盘(3)铰接调整架(4)并可绕该铰接处旋转或摆动以避开激光源(7)射出的激光束，两所述托盘(3)上均设有屏幕(31)和连接计算机的CCD相机(32)，两所述屏幕(31)各自处于激光源(7)和同组的CCD相机(32)之间，两所述CCD相机(32)均朝向同组的屏幕(31)，所述识别系统还包括设在镗筒(2)首尾两端的激光器(6)，两所述激光器(6)分别朝向就近一侧的屏幕(31)。
3.根据权利要求2所述的大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：两所述托盘(3)均包括转轴，两所述转轴分别安装于调整架(4)上。
4.根据权利要求2所述的大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：两所述屏幕(31)垂直于镗筒(2)的轴线。
5.根据权利要求2所述的大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：所述镗筒(2)的首尾两端设有可拆卸的支架(21)，两所述支架可用紧定螺钉固定，两所述激光器(6)分别安装在支架(21)上，两所述支架(21)为角钢或槽钢。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的大跨度孔系加工的同轴度控制系统，其特征在于：两所述调整架(4)均为二维调整架，两所述调整架(4)包括上下两截立柱、设在两立柱之间的竖向丝杆和横向丝杆，两所述托盘(3)各自连接上截的立柱。
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