CN215846632U - 一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，解决现有离心式风机叶轮焊接时生产效率低、安装误差较大的问题。该装置包括支撑底座、分度定位单元、对中夹紧单元、纵向调节单元和控制器；分度定位单元包括第一驱动电机、定心转轴和样板，第一驱动电机用于驱动定心转轴转动，样板用于标定叶片的位置；对中夹紧单元用于实现轮盘或盖盘的对中和夹紧；纵向调节单元设置在支撑底座上，用于调节定心转轴的轴向位置；控制器用于控制第一驱动电机和纵向调节单元，使得定心转轴按照设定的角度旋转、设定的距离移动。该装置满足叶轮在拼焊过程中自动对中、夹紧和分度的要求，保证了拼装的精度，降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置

技术领域

本实用新型属于离心式风机叶轮加工领域，具体涉及一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置。

背景技术

离心式风机叶轮一般由轮盘、叶片、盖盘三部分焊接而成，在叶轮生产过程中首先需将轮盘或盖盘(以盖盘举例)与轴心定位转盘对中、固定，然后对盖盘进行等分，最后将叶片按一定径向位置和曲面法向要求拼焊在盖盘上。

离心式风机叶轮加工过程中的同轴度主要通过对中套保证，即先参照设计图纸要求将轴心定位转盘放在支撑底盘中心处，再参照图纸要求将对应的对中套放在支撑底盘上，然后，将需要拼焊的盖盘套装在对中套上。盖盘分度通过人工划线完成，叶片的径向位置和曲面法向要求准确度主要靠人工转动轴心定位转盘和样板比对调整完成。因此，此种方式在离心叶轮生产中存在以下不足：

1)口圈规格不同的叶轮需对应不同尺寸的对中套，生产时需按图纸寻找对应尺寸的对中套，对中套寻找、安装费时费力，生产效率低；

2)轮盘(或盖盘)的等分主要通过人工划线完成，误差大、效率低；

3)叶片的径向位置和曲面法向要求主要靠人工完成，操作人视觉误差易影响叶片拼焊的垂直度，进一步影响产品质量；

4)当两种叶片拼焊时需更换限位块，更换限位块费时费力，生产效率低；

5)拼装累计误差较大，易造成叶轮关键尺寸超差，增加返修返工次数。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有离心式风机叶轮焊接时生产效率低、安装误差大的问题，提供一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，该装置是一种转轴式自动分度多功能定位装置，满足叶轮在拼焊过程中自动对中、夹紧和分度的要求，保证了叶轮拼装的精度，降低劳动强度，提高工作效率。

为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术解决方案：

本实用新型提供的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置包括支撑底座、分度定位单元、对中夹紧单元、纵向调节单元和控制器；分度定位单元包括第一驱动电机、定心转轴和样板，第一驱动电机设置在支撑底座上，用于驱动定心转轴转动，样板设置在定心转轴的顶端，用于标定叶片的位置；对中夹紧单元包括电动卡盘，电动卡盘设置在支撑底座的顶端，且套装在定心转轴上，用于实现轮盘或盖盘的对中和夹紧；纵向调节单元设置在支撑底座上，与定心转轴连接，用于调节定心转轴的轴向位置；控制器用于控制第一驱动电机和纵向调节单元，使得定心转轴按照设定的角度旋转、设定的距离移动。

上述纵向调节单元可通过多种实现方式，只要使得定心转轴能够沿其轴向移动即可。优选的，可采用以下结构形式，纵向调节单元具体包括第二驱动电机和丝杠，定心转轴的中心孔内设置有螺纹，丝杠设置在中心孔内，与定心转轴螺纹连接，第二驱动电机驱动丝杠转动，使得定心转轴沿轴向移动。

与此同时，为使得丝杠与定心转轴的配合更加可靠，还可在丝杠上设置丝杠螺母，丝杠螺母与定心转轴之间设置有平面轴承，且平面轴承的内圈与丝杠间隙配合，平面轴承随着定心转轴上下移动，用于消除定心转轴与丝杠螺母之间的轴向力。

上述第一驱动电机可通过多种方式驱动定心转轴实现转动，优选的，具体通过以下方式实现：第一驱动电机通过锥齿轮组件实现定心转轴的转动，锥齿轮组件包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮通过键套装在定心转轴上，第二锥齿轮与第一驱动电机的输出轴连接，且同时与第一锥齿轮啮合。同时，为使得第一锥齿轮更加可靠的传动，还可设置第三锥齿轮，第三锥齿轮与第一锥齿轮啮合，且与第二锥齿轮相对设置在定心转轴的两侧，该第三锥齿轮作为一个从动锥齿使用，用于对第一锥齿轮进行支撑，并使得其受力平衡。

为使得定心转轴实现精确的旋转和移动，第一驱动电机和第二驱动电机具体可为伺服电机，同时，还可在第一驱动电机的输出轴或定心转轴上设置光栅式传感器，用于精确检测定心转轴旋转的角度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型自动分度定位装置采用电动卡盘实现盖盘或轮盘与定心转轴的对中和夹紧功能，替代了现有对中套的对中、夹紧，解决对中套寻找、安装费时费力，劳动强度大、生产效率低的问题，此种方式大幅提高了生产效率。

2.本实用新型装置采用分度定位单元进行自动等分、定位，取代了人工划线、比对等操作，分度定位单元可准确完成盖盘的分度，使得叶片的安装误差大幅减小。

3.本实用新型装置采用纵向调节单元满足两种叶片拼焊的要求，取代目前更换限位块过程，进一步提高了生产效率。

4.本实用新型装置将各操作指令集成在控制器，便于工作人员操作，从而实现自动化操作。

附图说明

图1为本实用新型自动分度定位装置的结构示意图；

图2为本实用新型自动分度定位装置的剖视图；

图3为本实用新型自动分度定位装置(省略支撑底座)的结构示意图。

附图标记：1-支撑底座，2-分度定位单元，3-对中夹紧单元，4-纵向调节单元，5-控制器，6-叶片，7-轮盘或盖盘，11-中心筒，21-第一驱动电机，22- 定心转轴，23-样板，24-第一锥齿轮，25-第二锥齿轮，26-第三锥齿轮，27- 光栅式传感器，28-第一轴承，29-压紧套，41-第二驱动电机，42-丝杠，43- 平面轴承，44-丝杠螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提供一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，该装置可满足叶轮在拼焊过程中自动对中、夹紧和分度的要求，保证叶轮拼装的精度，降低劳动强度，提高工作效率。

如图1所示，本实用新型自动分度定位装置包括支撑底座1、对中夹紧单元3、分度定位单元2、纵向调节单元4和控制器5，上述支撑底座1为基础支撑部件，用于对其他部件和离心式风机叶轮进行支撑，其具体为套筒结构，顶端设置有顶板，顶板支撑上方的对中夹紧单元3(即电动三爪卡盘)和盖盘，底端设置有安装纵向调节单元4的平台；或者，支撑底座1的顶端也可不设置顶板，只要支撑底座1的端面尺寸小于电动三爪卡盘和盖盘的端面尺寸，使得电动三爪卡盘和盖盘能够放置在支撑底座1的顶端即可。

如图2和图3所示，本发明分度定位单元2包括第一驱动电机21、定心转轴 22和样板23，第一驱动电机21设置在支撑底座1上，用于驱动定心转轴22转动，样板23设置在定心转轴22的顶端，用于标定叶片6的位置；对中夹紧单元3包括电动卡盘，电动卡盘设置在支撑底座1顶端，且套装在定心转轴22上，用于实现轮盘或盖盘7的对中和夹紧，卡盘夹紧、松开操作按钮集成在控制器5的控制面板上。纵向调节单元4设置在支撑底座1上，与定心转轴22连接，用于调节定心转轴22的轴向位置。控制器5用于控制第一驱动电机21和纵向调节单元4，使得定心转轴22按照设定的角度旋转和设定的距离移动。本装置将夹紧、转轴转动、转轴纵向移动功能集成在控制器5的操作系统面板上，方便工作人员操作。此外，分度定位单元2还包括光栅式传感器27，光栅式传感器27设置在第一驱动电机21的输出轴或定心转轴22上，用于监测定心转轴22旋转的角度，使得分度定位单元2的等分操作更加准确。

在本实用新型装置中，纵向调节单元4可通过多种方式实现，只要使得定心转轴22能够沿其轴向移动即可。在本实施例中，纵向调节单元4具体包括第二驱动电机41和丝杠42，定心转轴22的中心孔内设置有螺纹，丝杠42设置在中心孔内，与定心转轴22螺纹连接，工作时第二驱动电机41驱动丝杠42转动，从而使定心转轴22精确地上下移动，满足两种叶片6拼焊时，转轴纵向调节的需要。与此同时，丝杠42上还设置有丝杠螺母44，丝杠螺母44与定心转轴22 之间设置有平面轴承43，平面轴承43的内圈与丝杠42间隙配合，平面轴承43随着定心转轴22上下移动，用于消除定心转轴22与丝杠螺母44之间的轴向力。

在本实用新型装置中，第一驱动电机21可通过多种方式驱动定心转轴22 实现转动，在本实施例中，具体通过以下方式实现：第一驱动电机21通过锥齿轮组件实现定心转轴22的转动，锥齿轮组件包括第一锥齿轮24、第二锥齿轮25和第三锥齿轮26，第一锥齿轮24套装在定心转轴22上，第二锥齿轮25与第一驱动电机21的输出轴连接，第三锥齿轮26与第二锥齿轮25相对设置在定心转轴22的两侧，均与第一锥齿轮24啮合，该第三锥齿轮26作为一个从动锥齿使用，用于对第一锥齿轮24进行支撑，并使得其受力平衡。

在本实施例中，第一驱动电机21和第二驱动电机41具体可为伺服电机，伺服电机可精确实现定心转轴22的旋转和移动。

本实用新型定心转轴22通过键与第一锥齿轮24连接，第一驱动电机21通过锥齿轮组件驱动定心转轴22转动，经光栅式传感器27测量，获取高精度分度值，从而完成等分工作。定心转轴22上键槽轴向较长，以满足两种叶片6拼焊时定心转轴22上下调整的需要。定心转轴22顶端装有样板23，样板23有固定形状，拼焊时将叶片6与样板23对齐即可满足叶片6定位工作。同时，第一锥齿轮24的上方设置有第一轴承28，第一轴承28套装在定心转轴22，用于抵消第一锥齿轮24产生的轴向力。第一轴承28的上方设置有压紧套29，压紧套 29与支撑底座1的中心筒11固定连接，用于对第一轴承28的轴向位置进行限定。

本实用新型自动分度定位装置的使用过程如下：

首先，将电动卡盘的三爪收拢，将定心转轴22夹紧，校对对中精度，退出三爪，将盖盘放在卡盘卡爪内圆处，按夹紧按钮，卡盘三爪收拢，将盘体夹紧，此时，完成盖盘的对中、夹紧操作。

其次，将样板23安装在定心转轴22上，在控制器5的控制面板中输入等分参数，定心转轴22自动转动一定的角度，到达第一次等分位置，将叶片6置于盘体上与样板23对齐，拼焊；再按启动，转轴到达第二个等分位置，以此类推，直到所有叶片6拼装完成。

最后，当叶轮具有两种叶片6时，先将其中一种叶片6拼装完，在控制器5 中输入纵向调整参数和分度参数，将样板23调整至第一种叶片6第一个位置，按纵向启动按钮，样板23举升，按分度启动按钮，到达第二种叶片6的第一个等分位置，按纵向启动按钮，转轴下降，到达准确位置，进行拼焊，以此类推。

Claims (10)

1.一种用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：包括支撑底座(1)、分度定位单元(2)、对中夹紧单元(3)、纵向调节单元(4)和控制器(5)；

所述分度定位单元(2)包括第一驱动电机(21)、定心转轴(22)和样板(23)，所述第一驱动电机(21)设置在支撑底座(1)上，用于驱动定心转轴(22)转动，所述样板(23)设置在定心转轴(22)的顶端，用于标定叶片(6)的位置；

所述对中夹紧单元(3)包括电动卡盘，所述电动卡盘设置在支撑底座(1)的顶端，且套装在定心转轴(22)上，用于实现轮盘或盖盘(7)的对中和夹紧；

所述纵向调节单元(4)设置在支撑底座(1)上，与定心转轴(22)连接，用于调节定心转轴(22)的轴向位置；

所述控制器(5)用于控制第一驱动电机(21)和纵向调节单元(4)，使得定心转轴(22)按照设定的角度旋转、设定的距离移动。

2.根据权利要求1所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述纵向调节单元(4)包括第二驱动电机(41)和丝杠(42)，所述定心转轴(22)的中心孔内设置有螺纹，所述丝杠(42)设置在中心孔内，与定心转轴(22)螺纹连接，所述第二驱动电机(41)驱动丝杠(42)转动，使得定心转轴(22)沿轴向移动。

3.根据权利要求2所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述丝杠(42)上还设置有丝杠螺母(44)，所述丝杠螺母(44)与定心转轴(22)之间设置有平面轴承(43)，且平面轴承(43)的内圈与丝杠(42)间隙配合。

4.根据权利要求3所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述第二驱动电机(41)为伺服电机。

5.根据权利要求1至4任一所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述第一驱动电机(21)通过锥齿轮组件实现定心转轴(22)的转动，所述锥齿轮组件包括第一锥齿轮(24)和第二锥齿轮(25)，所述第一锥齿轮(24)通过键套装在定心转轴(22)上，所述第二锥齿轮(25)与第一驱动电机(21)的输出轴连接，且同时与第一锥齿轮(24)啮合。

6.根据权利要求5所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述锥齿轮组件还包括第三锥齿轮(26)，所述第三锥齿轮(26)与第一锥齿轮(24)啮合，且与第二锥齿轮(25)相对设置在定心转轴(22)的两侧。

7.根据权利要求6所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述分度定位单元(2)还包括光栅式传感器(27)，所述光栅式传感器(27)设置在第一驱动电机(21)的输出轴或定心转轴(22)上，用于检测定心转轴(22)旋转的角度。

8.根据权利要求7所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述第一锥齿轮(24)的上方设置有第一轴承(28)，所述第一轴承(28)套装在定心转轴(22)，用于抵消第一锥齿轮(24)产生的轴向力。

9.根据权利要求8所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述第一轴承(28)的上方设置有压紧套(29)，所述压紧套(29)与支撑底座(1)的中心筒(11)固定连接，用于对第一轴承(28)的轴向位置进行限定。

10.根据权利要求9所述的用于离心式风机叶轮焊接的自动分度定位装置，其特征在于：所述电动卡盘为电动三爪卡盘。

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