CN211889077U - 一种窄空间轴向销孔加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种窄空间轴向销孔加工装置，包括支撑结构、传动结构、钻臂以及钻头，所述支撑结构将所述加工装置与机床刀架连接；所述传动结构通过皮带传动、主轴传动以及链条传动三种传动方式将力矩传递至钻头。所述钻臂用于夹持钻头，所述钻臂为封闭且内部中空的壳体，所述壳体内安装链条传动组件以及固定钻头；所述钻臂的壳体厚度为30mm；所述钻臂能够实现旋转和移动。本实用新型的有益效果是：能够在轮盘之间的窄空间内实现汽轮机轮盘的轴向销孔加工，可加工的最小空间范围为40mm，且结构简单紧凑、经济节约，使用较为灵活，操作简便、适用性强，加工范围更广。

Description

一种窄空间轴向销孔加工装置

技术领域

本实用新型属于汽轮机钻孔技术领域，具体涉及一种窄空间轴向销孔加工装置。

背景技术

作为汽轮机的重要组成部分，汽轮机转子主要由主轴、叶片、多级轮盘等组成。在汽轮机转子安装时，叶片需要装入轮盘槽，然后通过轮盘上的轴向定位销孔将叶片与轮盘锁紧固定，防止产生滑动，以防止叶片松动和脱落造成汽轮机转子工作故障。但轮盘往往有多级，且轮盘之间的距离很窄，每级轮盘之间的距离大约为70mm；在如此窄的空间内完成钻孔或铰孔，利用常规钻孔设备无法完成。

而现有技术中，想要实现在窄空间内对汽轮机转子轮盘进行轴向定位销孔加工，需要定制钻孔专机，但由于现有技术中的钻孔专机大多为齿轮传动，结构较为复杂，整体设备也较为昂贵。

因此，急需设计一种能够在窄空间内完成汽轮机轮盘轴向钻孔的装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中汽轮机转子叶轮之间距离较窄，难以完成叶轮轴向钻孔操作以及钻孔专机结构复杂、设备昂贵的问题，本实用新型提供一种窄空间轴向销孔加工装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种窄空间轴向销孔加工装置，包括支撑结构、传动结构、钻臂以及钻头，所述支撑结构用于将所述加工装置与机床刀架连接，所述机床刀架控制所述加工装置进行整体移动；

所述传动结构用于提供动力至钻头；

所述钻臂用于夹持钻头，钻臂一端与所述支撑结构连接，另一端与钻头固定连接；所述钻臂包括钻板端盖钻板，所述钻板为长条状的半壳体，所述钻板端盖与钻板通过钻板组成封闭且内部中空的壳体；所述钻臂可旋转移动；所述钻板端盖与钻板组成的壳体厚度为30mm；

所述钻头为短莫氏1度锥柄钻；所述钻头末端设计为扁状。

所述支撑结构包括机床连接板、第一主轴支架、第二主轴支架；

所述第一主轴支架与所述第二主轴支架通过焊接与所述机床连接板相连接；所述机床连接板与所述机床刀架相连接。

所述传动结构包括电机、皮带传动组件、主轴传动组件以及链条传动组件；

所述电机的输出端连接皮带传动组件的输入端，所述皮带传动组件的输出端连接所述主轴传动组件的输入端，所述主轴传动组件的输出端连接所述链条传动组件的输入端；所述链条传动组件将动力传递至钻头；

皮带传动组件包括电机、小皮带轮、大皮带轮以及皮带；

所述电机通过螺钉与所述机床连接板相连接；所述小皮带轮与电机连接；

所述大皮带轮和小皮带轮通过所述皮带相连接。

所述主轴传动组件包括主轴以及主轴轴承；所述主轴轴承安装在主轴上；所述主轴的一端与所述大皮带轮连接，另一端与小链轮连接。

所述链条传动组件包括小链轮、链条、大链轮；所述小链轮与所述主轴的一端连接；所述小链轮通过链条与大链轮连接。

所述钻板端盖和钻板上有T型螺栓槽，所述T型螺栓槽与T型螺栓相配合；所述T型螺栓的一端固定在所述第二主轴支架内部。

在销孔加工过程中，所述钻臂通过T型螺栓的螺帽紧固于所述第二主轴支架；

在T型螺栓的螺帽松开后，所述钻臂可以以所述主轴为轴心整体旋转，也可沿所述主轴方向整体移动。

所述大链轮、链条封闭在所述钻板端盖和钻板组成的壳体内；

所述钻头通过锥套固定于所述大链轮中心的通孔内，所述锥套用锁母锁紧。

所述钻板上固定安装平衡块，所述平衡块与所述钻板形成的夹角大于90°。

所述加工装置还包括罩壳，所述罩壳包括大罩壳和小罩壳，用于安全防护；所述大罩壳通过螺钉与第一主轴支架连接；所述小罩壳通过螺钉与所述钻臂连接。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的窄空间销孔加工装置能够在窄空间内实现汽轮机轮盘的轴向销孔加工，可加工的最小空间范围为 40mm；本实用新型通过三组传动组件结构，使得钻头具有最适宜的销孔加工速度；通过钻臂整体的可旋转和移动的设计，使得销孔加工更为方便；此外本实用新型的窄空间销孔加工装置结构简单紧凑、经济节约，使用较为灵活，操作简便、适用性强，加工范围更广。

附图说明

图1为本实用新型中窄空间轴向销孔加工装置的整体结构俯视图；

图2为本实用新型中窄空间轴向销孔加工装置的立面示意图；

图3为本实用新型中窄空间轴向销孔加工装置的侧视图；

图4为本实用新型中钻头夹装放大示意图；

图5为本实用新型中钻头示意图。

【附图标记说明】

11：机床连接板；12：电机；13：压紧罩；14：小皮带轮；15：皮带；16：大皮带轮；17：第一主轴支架；18：主轴；19：第二主轴支架；110：小链轮；111：链条；21：特质连接螺钉；22：大罩壳；23：主轴轴承端盖；24：主轴轴承；25：小罩壳；26：T型螺栓；31：钻板端盖；32：钻板；33：平衡块；41：大链轮；42：大链轮轴承端盖； 43：大链轮轴承；44：锁母；45：锥套；46：钻头。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

本实施例提供一种窄空间轴向销孔加工装置，可在70mm左右的每级轮盘的空间内完成轴向销孔的加工。所述窄空间轴向销孔加工装置包括支撑结构、传动结构、钻臂、钻头以及罩壳，所述窄空间轴向销孔加工装置整体与卧式车床刀架相连接。

所述支撑结构包括机床连接板11、第一主轴支架17、第二主轴支架 19；所述第一主轴支架17与所述第二主轴支架19通过焊接的方式与所述机床连接板相连接；所述机床连接板11通过特制连接螺钉与所述机床刀架相连接。

所述支撑结构使得加工装置整体连接到机床刀架，通过操控机床刀架即可实现加工装置的整体移动。

所述传动结构包括电机12、皮带传动组件、主轴传动组件以及链条传动组件；

所述电机12的输出端连接皮带传动组件的输入端，所述皮带传动组件的输出端连接所述主轴传动组件的输入端，所述主轴传动组件的输出端连接所述链条传动组件的输入端；所述链条传动组件将动力传递至钻头。

所述皮带传动组件包括电机12、小皮带轮14、大皮带轮16以及皮带15；

所述电机12通过螺钉与所述机床连接板11相连接；压紧罩13通过电机定位键与螺钉将小皮带轮14与电机12连接；所述大皮带轮16和小皮带轮14通过所述皮带15相连接。

电机12在启动后，具有固定的旋转速度，即力矩；小皮带轮14、大皮带轮16在皮带15与压紧罩13以及螺钉的连接下，能够接收到电机12 传递的力矩。

所述主轴传动组件包括主轴18和主轴轴承24；进一步地，如图1所示，本实施例中所述主轴轴承24共有两个，分布在所述主轴18的左右。主轴轴承端盖23安装在所述主轴轴承24外侧，分别用螺钉固定到第一主轴支架17和第二主轴支架19上，用以防止主轴轴承24表面的油脂流失和防止灰尘杂质进入主轴轴承造成侵害。

所述主轴18的一端通过双锁紧螺母与所述大皮带轮16连接，另一端通过双锁紧螺母与小链轮110连接。通过主轴18与大皮带轮16的连接，进一步将力矩传递至主轴。

所述链条传动组件包括小链轮110、链条111以及大链轮41；

所述小链轮110与所述主轴18的一端连接；所述小链轮110通过链条111与大链轮41连接。通过链条传动组件的相互配合，力矩从主轴18 传递至小链轮110，然后通过链条进一步传递到大链轮41。

所述钻臂包括钻板端盖31和钻板32，所述钻板32为长条状的半壳体，所述钻板端盖31与钻板32通过钻板32上的定位销孔与螺钉配合，实现固定连接，组成封闭且内部中空的壳体。所述钻板端盖31与钻板32 组成的壳体厚度为30mm。将所述壳体的厚度控制在30mm，可以实现在 70mm的窄空间内完成轴向销孔的加工，同时壳体厚度远小于汽轮机各级轮盘间的平均距离，经过试验，本实施例的加工装置能够实现实现最小40mm窄空间内销孔加工。

所述大链轮41、链条111整体封闭在所述钻板端盖31与钻板32形成的壳体内；所述大链轮41与所述钻头46固定为一体，即可获得大链轮41的力矩，进行旋转加工销孔。

在所述大链轮41上安装大链轮轴承43，如图4所示，所述大链轮轴承端盖42通过螺钉固定在所述钻板32和所述钻板端盖31上，用以防止轴承表面的油脂流失和防止灰尘杂质进入轴承造成损坏。

所述大链轮41中间具有圆形通孔，所述锥套45将所述钻头46与所述大链轮41固定，具体表现为：所述锥套45套接在所述大链轮41内；所述钻头46的尾柄与所述锥套45套接。

将所述钻头46通过所述锥套45与大链轮41固定为一体，所述锁母 44锁紧所述锥套45，防止松动；所述钻头46的末端设计为扁状，用以防止钻头46相对大链轮41发生旋转。链条传动组件接收到的力矩能够带给钻头46，实现汽轮机轮盘上轴向销孔的加工。

对于汽轮机轮盘上的定位销孔，一般情况下直径并不大，因此，本实施例的钻头选择短莫氏1度锥柄钻，即可满足销孔加工的需要；当然，若实际情况出现较大直径的加工销孔，也可对钻头进行更换多种大小规格、长度规格，以适应加工要求，从而实现窄空间内进行作业。

所述钻臂通过T型螺栓26实现旋转和移动，具体为：

所述钻板32与钻板端盖31上有T型螺栓槽26；所述T型螺栓26 的一端固定在所述第二主轴支架19内部；

所述钻臂在销孔加工过程中，通过T型螺栓的螺帽紧固于所述第二主轴支架19；所述钻臂在T型螺栓的螺帽松开后，既可以以所述主轴18 为轴心整体旋转，也可沿所述主轴方向进行整体移动。

在一个销孔加工完成后，想要进行下一个轮盘上的销孔加工，一定要使得钻臂能够从上一个两级相邻的轮盘之间形成的加工槽位中挪出。而在实际销孔加工时，用于卧车行程限制，虽然通过操作机床刀架就可以实现加工装置的整体移动，但是有时候加工装置不可能直接移动出两级相邻的轮盘之间形成的加工槽位之外。

基于上述情况，本实施例将钻板32设计成可旋转结构，钻臂整体也可以进行旋转，能够避让空间，将钻臂整体移出两级相邻的轮盘之间形成的加工槽位之外。

具体操作步骤为：松开T型螺栓26，人为搬动钻板32，以主轴为轴心进行旋转，避让空间；必要时，可以手动控制机床刀架使加工装置整体进行一定距离的移动，直至移动下一两级相邻的轮盘之间形成的加工槽位内。待移动完成后，再将T型螺栓拧紧，即可进行新的销孔加工。

在空间避让的过程中，人为进行旋转或移动时，钻臂需要旋转一定角度或者移动一定距离；而由于钻臂本身质量较大，旋转或者移动对操作者来说较为吃力，为了使得操作者操作更加方便省力，本实施例在所述钻板32上通过螺钉固定安装一块平衡块33。所述平衡块33与所述钻臂形成的夹角大于90°，且与钻臂进行同步的移动与旋转。在旋转或者移动钻臂时，由于平衡块33也具有一定重量，因此能够与钻臂的重力相互抵消一部分，便于操作者的工作进度和加工效率。

在本实施例中，所述大皮带轮16和小皮带轮14之间设计一定减速比，具体表现为，大皮带轮16与小皮带轮14具有一定的直径比例；所述大皮带轮16与所述小链轮110之间设计一定减速比；所述小链轮与所述大链轮之间设计一定的减速比，具体表现为，大链轮41与小链轮110 具有一定的直径比例。

由于动力源电机的旋转速度较高，因此，在皮带传动组件、主轴传动组件以及链条传动组件内设置一定的减速比，使得钻头最终获得的为最适合加工的旋转速度。

对于加工过程中的钻头，本实施例限定其旋转时的钻头边缘的线速度V为12-18m/min，根据公式S＝V×1000/πd，其中V为钻头的线速度， d为钻头直径，钻头直径也可以根据实际要求进行选择；通过公式可以计算出钻头的旋转速度S的范围；因此，本实施例设置皮带传动组件、主轴传动组件以及链条传动组件的减速比，具体表现为链轮、皮带轮等的直径比例，使得钻头的加工速度保持在最合适范围内，使切削过程稳定，保证了加工的质量。

所述罩壳包括大罩壳22和小罩壳25；所述大罩壳22通过螺钉与第一主轴支架17连接；所述小罩壳25通过螺钉与所述钻板端盖31连接。所述罩壳用于防护操作者安全。

本实用新型汽轮机窄空间轴向销孔加工装置的操作使用方法为：

加工装置整体固定在机床刀架上，移动加工装置至销孔加工的位置，操作者通过手轮摇动刀架进行为止找正，使钻头与销孔中心同心；

位置找准之后，启动电源，电机进行旋转，摇动机床刀架进行进给销孔加工，钻孔完成后，关闭电源，将钻头退出。若机床空间移动受限，可松开钻板T型螺栓的螺母，搬动钻臂整体以主轴为轴心旋转一定角度或者沿着主轴方向移动一定距离，进行空间避让。

在进行下一个销孔加工时，由于加工装置整体与卧式车床刀架相连接，因此，只要操控机床刀架，即可实现加工装置的整体移动，然后重复位置找准、钻孔、退钻、空间避让等操作。

本实用新型的钻头可设计为多种大小规格、长度规格，以适应加工要求，从而实现窄空间内进行作业。

以上实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定，本领域技术人员在权利要求的范围内做出各种变形或修改，均属于本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种窄空间轴向销孔加工装置，包括支撑结构、传动结构、钻臂以及钻头，其特征在于，

所述支撑结构用于将所述加工装置与机床刀架连接，所述机床刀架控制所述加工装置进行整体移动；

所述传动结构用于提供动力至钻头；

所述钻臂用于夹持钻头，钻臂一端与所述支撑结构连接，另一端与钻头固定连接；所述钻臂包括钻板端盖钻板，所述钻板为长条状的半壳体，所述钻板端盖与钻板通过钻板组成封闭且内部中空的壳体；所述钻臂可旋转移动；所述钻板端盖与钻板组成的壳体厚度为30mm；

所述钻头为短莫氏1度锥柄钻；所述钻头末端设计为扁状。

2.如权利要求1所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述支撑结构包括机床连接板、第一主轴支架、第二主轴支架；

所述第一主轴支架与所述第二主轴支架通过焊接与所述机床连接板相连接；所述机床连接板与所述机床刀架相连接。

3.如权利要求2所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述传动结构包括电机、皮带传动组件、主轴传动组件以及链条传动组件；

所述电机的输出端连接皮带传动组件的输入端，所述皮带传动组件的输出端连接所述主轴传动组件的输入端，所述主轴传动组件的输出端连接所述链条传动组件的输入端；所述链条传动组件将动力传递至钻头；

皮带传动组件包括电机、小皮带轮、大皮带轮以及皮带；

所述电机通过螺钉与所述机床连接板相连接；所述小皮带轮与电机连接；

所述大皮带轮和小皮带轮通过所述皮带相连接。

4.如权利要求3所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述主轴传动组件包括主轴以及主轴轴承；所述主轴轴承安装在主轴上；所述主轴的一端与所述大皮带轮连接，另一端与小链轮连接。

5.如权利要求4所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述链条传动组件包括小链轮、链条、大链轮；所述小链轮与所述主轴的一端连接；所述小链轮通过链条与大链轮连接。

6.如权利要求2所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述钻板端盖和钻板上有T型螺栓槽，所述T型螺栓槽与T型螺栓相配合；所述T型螺栓的一端固定在所述第二主轴支架内部。

7.如权利要求4或5任一项所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，在销孔加工过程中，所述钻臂通过T型螺栓的螺帽紧固于所述第二主轴支架；

在T型螺栓的螺帽松开后，所述钻臂可以以所述主轴为轴心整体旋转，也可沿所述主轴方向整体移动。

8.如权利要求5所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，

所述大链轮、链条封闭在所述钻板端盖和钻板组成的壳体内；

所述钻头通过锥套固定于所述大链轮中心的通孔内，所述锥套用锁母锁紧。

9.如权利要求1所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述钻板上固定安装平衡块，所述平衡块与所述钻板形成的夹角大于90°。

10.如权利要求1所述的窄空间轴向销孔加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括罩壳，所述罩壳包括大罩壳和小罩壳，用于安全防护；所述大罩壳通过螺钉与第一主轴支架连接；所述小罩壳通过螺钉与所述钻臂连接。

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