用於檢測和防止軸跳動的定心裝置以及軸定心機的製作方法

2023-09-17 06:42:45

本發明涉及機械製造領域，具體涉及用於檢測和防止軸跳動的定心裝置以及軸定心機。

背景技術：

機械製造過程指從事各種動力機械、起重運輸機械、化工機械、紡織機械、工具機、工具、儀器、儀表及其他機械設備等生產製造的過程。機械製造業是一個國家最基礎的行業，也決定了一個國家製造業的整體水平，它的發展水平直接影響到國民經濟水平的提高。

在目前的機械製造加工過程中，尤其是對軸的加工過程中，經常遇到夾具位置不到位或者因為缺少測力工具導致工件軸上受力不均，致使軸在加工過程中產生劇烈跳動的現象，此種情況易使軸斷裂，一方面影響生產製造的進度；另一方面，嚴重的說，還會危害現場操作人員的生命，給企業社會帶來極大的安全隱患。

技術實現要素：

本發明的發明目的在於提供用於檢測和防止軸跳動的定心裝置，這種用於檢測和防止軸跳動的定心裝置通過測力螺栓能有效測出螺栓預緊力進而測出軸上所受的周向應力，控制軸上周向應力對軸在加工過程中的影響，防止軸的跳動。

與上述技術相互關聯，本發明的第二個發明目的在於提供一種採用上述定心裝置的用於檢測軸是否偏曲、軸同心度是否合格的軸定心機。

為了實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案：

用於檢測和防止軸跳動的定心裝置，包括：至少兩根平行定位杆、一根定位螺杆、基架、安裝在螺杆上的移動裝置、環形定心架、內圈大於軸外徑的軸承和多個測力螺栓；

所述定位螺杆和平行定位杆兩兩均相互平行；基架邊部套接在兩根平行的定位杆上並可滑動；移動裝置固定連接在所述基架另一邊部，且移動裝置套裝在一根定位螺杆上；至少兩根平行定位杆和一根定位螺杆不全在同一平面上，以此架設基架並限制基架在定位杆長度方向上滑動；

所述基架為方體中空結構，基架的一端設有供軸穿過的第一通孔，另一端設有供軸承安裝的第二通孔，兩通孔位置相對同心，所述軸承內圈的內徑大於所述軸的外徑；

所述環形定心架安裝在所述基架一端的第一通孔和軸承之間；第一通孔孔沿處設有與所述第一通孔軸向平行的多個螺紋通孔，多個測力螺栓穿設於所述螺紋通孔上，多個測力螺栓的螺紋端分別頂壓在環形定心架的一端面，且多個測力螺栓位置分布與所述環形定心架相匹配；環形定心架另一端是環形的錐尖部，所述軸承的內圈是與所述錐尖部匹配的錐形內圈，錐尖部上鉚接一圈可活動的鋼球；測力螺栓向軸承方向進給壓緊環形定心架時，所述一圈可活動的鋼球卡壓在軸承錐形內圈和軸外壁之間，致使基架通過軸承以及一圈可活動的鋼球而可轉動地支承所述軸。

作為本發明的進一步改進，所述移動裝置包括一帶有內螺紋的內套筒和外套筒；內套筒側部與外套筒活動連接，移動裝置通過所述外套筒固定連接在所述基架另一邊部上；內套筒的內螺紋與所述定位螺杆配合，內套筒另一側部設有旋轉部，旋轉部上設有沿徑向伸向定位螺杆的鎖緊螺栓。

作為本發明的進一步改進，所述測力螺栓頭部與基架之間還設有測力螺栓預緊力傳感器，所述測力螺栓預緊力傳感器與所述測力螺栓相適配。

作為本發明的進一步改進，基架上設有沿徑向方向並且開口朝第一通孔內壁的裂槽，位於基架外側部和裂槽之間形成可形變的薄壁；圍繞多個螺紋通孔內側的基架薄壁上還設有與所述螺紋通孔軸向平行的多個鎖緊螺孔，鎖緊螺孔上設有多個鎖緊螺銷，鎖緊螺銷內端貫通薄壁頂入裂槽另一側壁；鎖緊螺銷頂壓裂槽另一側壁致使薄壁形變，從而消除測力螺栓和螺紋通孔之間的螺紋配合間隙，實現鎖緊。

作為本發明的進一步改進，所述測力螺栓與鎖緊螺銷相適配。

為了實現上述第二個發明目的，本發明還提供了一種用於檢測軸跳動的軸定心機，它包括上述的定心裝置，還包括機座、左架、右架和頂推機構，所述機座通過地腳螺栓可拆卸連接在地面上；左架、右架通過螺栓可拆卸連接在機座上；所述至少兩根平行定位杆與一根定位螺杆均安裝在所述左架、右架之間；所述頂推機構底座安裝在所述至少兩根平行定位杆上，右端固定安裝在所述右架上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的用於檢測和防止軸跳動的定心裝置，能有效測出軸是否偏曲，軸周面圓度，以及軸同心度。當然，本發明可以在軸高速轉動時是否跳動也能夠檢測，並且可以沿軸長度方向逐步檢測該軸的周面圓度和同心度。

另外，本發明的用於檢測軸跳動的軸定心機的定心裝置還能測該軸在使用過程中軸上所受的周向應力，在使用過程中還能約制長軸的跳動，彌補軸承受力不足而偏曲；保證在長期使用時軸能保持同心度，通過調節測力螺栓的預緊力實現對軸的控制，防止軸在加工過程中因軸上所受軸向應力過大而跳動。

下面結合附圖對本發明柱狀零件表面拋光裝置作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明用於檢測和防止軸跳動的定心裝置的結構示意圖；

圖2是本發明圖1中A處所示的放大視圖；

圖3、圖4是本發明用於檢測和防止軸跳動的定心裝置在檢測不同長度軸時的狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

參閱圖1至圖4可示，用於檢測和防止軸跳動的定心裝置，主要由：至少兩根平行定位杆1、一根定位螺杆1a、基架2、安裝在螺杆上的移動裝置3、環形定心架4、內圈大於軸外徑的軸承5和多個測力螺栓6組成。其中：定位螺杆1a和平行定位杆1兩兩均相互平行，分別架在基架2的兩邊，它們不全在同一平面上。至少兩根定位杆的設置，一方面有利於基架2在其上做往復的滑動；另一方面可以與定位螺杆1a構成三角結構，控制基架2的穩定性，防止基架2傾斜進而保證安裝在基架通孔內的軸7不傾斜。

移動裝置3固定連接在基架2另一邊部，也就是平行定位杆2的對邊，移動裝置3套裝在一根定位螺杆1a上。

為了便於環形定心架4有足夠的安裝空間，基架2為方體中空結構，由此形成兩個壁厚的端面。基架的一端設有供軸7穿過的第一通孔20，另一端設有供軸承5安裝的第二通孔21，為了避免軸傾斜導致受力不均，兩通孔位置相對同心，近乎在同一水平線上。軸承5內圈的內徑大於軸7的外徑。環形定心架4具體安裝在基架2一端的第一通孔20和軸承5之間。

在傳統的軸加工過程中，電機連接軸，由於不知軸的受力情況，經常出現以下情況：1、夾緊裝置夾得過緊，軸在加工過程中轉動困難；2、夾緊裝置夾得過松，軸在加工過程中容易晃動等。在軸轉速相同的情況下，軸鎖的越緊，電機耗率越大。這樣在生產加工過程中又增加了企業的生產成本。所以在此裝置中的第一通孔20孔沿處還設有與第一通孔20軸向平行的多個螺紋通孔22，多個測力螺栓6穿設於螺紋通孔22上，多個測力螺栓6的螺紋端分別頂壓在環形定心架4的一端面，多個測力螺栓6以環形定心架4的中心為圓心，繞著環形定心架一圈均勻分布。

螺栓連接是螺紋緊固件連接方式的一種，此裝配連接方式具有結構簡單、成本低廉、對裝配工具要求不高、安裝拆卸方便、便於維護更換等優點。螺栓雖小，但其所起的作用是不可小視的，一旦其失效往往會導致整個機械裝置無法工作，嚴重的甚至會導致機毀人亡的後果。準確掌握螺栓預緊力並根據檢測結果進行必要的修正，對安全生產尤為重要。所以在此處安裝測力螺栓，測力螺栓也叫螺栓預緊力傳感器，是一種用螺栓集成傳感器直接測量預緊力的裝置，原理是將測量元件整合到螺栓中，將螺栓轉化成一個測力傳感器，使其在充當螺栓工作時同時測量螺栓緊固力，可以隨時判斷正在擰緊的螺栓是否達到設計預緊力的要求。測力螺栓把螺栓直接作為測力元件傳感器，以最直接的方式將作用在螺栓上的力測量出來，結構簡單，測量準確。環形定心架4的一端是從前面看呈環形，從側面看呈錐形的錐尖部4a，軸承5的內圈是與錐尖部4a匹配的錐形內圈，錐尖部4a上鉚接一圈可活動的鋼球40。測力螺栓6向軸承方向進給壓緊環形定心架4時，一圈可活動的鋼球40卡壓在軸承錐形內圈和軸7外壁之間，致使基架2通過軸承5以及一圈可活動的鋼球40而可轉動地支承軸7。

為了方便基架2在定位螺杆1a上來回滑動，定心裝置中還設置了移動裝置3，移動裝置包括一帶有內螺紋的內套筒3a和外套筒3b；內套筒3a一側部與外套筒3b活動連接，移動裝置通過外套筒3b可以用焊接也可以用其他連接方式固定連接在基架2另一邊部上，也就是說基架會跟著移動裝置一起運動，且同向；定位螺杆1a上的外螺紋與內套筒3a內的內螺紋的螺紋形式、規格及螺距均相同，定位螺杆1a穿過內套筒3a，它們之間通過外螺紋與內螺紋相互配合。內套筒3a另一側部設有旋轉部，旋轉部上設有沿徑向伸向定位螺杆1a的鎖緊螺栓3c，也就是說鎖緊螺栓3c與定位螺杆1a相互垂直設置。鎖緊螺栓的作用是移動裝置把基架移動到恰當的位置工作時，防止移動裝置在定位螺杆上滑動再帶動基架移動，從而通過鎖定移動裝置的方式來鎖定基架。

測力螺栓6頭部與基架2之間還安裝了測力螺栓預緊力傳感器61，測力螺栓預緊力傳感器61的個數是與測力螺栓6一致的，兩兩相互配合使用。軸在加工過程中，不停的旋轉車削加工，再加上電機輸出的軸向力，很容易使測力螺栓在力的作用鬆動，所以在此處安裝測力螺栓預緊力傳感器61的目的就是有效的測出測力螺栓6上所受的力，防止螺栓鬆動或鎖死。

為了使測力螺栓6受的預緊力直接軸向作用在環形定心架上，且為了保持螺栓預緊力的方向與軸7所受的軸向應力方向基本一致，基架2上還設有沿徑向方向並且開口朝第一通孔20內壁的裂槽23，位於基架2外側部和裂槽23之間形成可形變的薄壁；圍繞多個螺紋通孔22內側的基架2薄壁上還設有與螺紋通孔22軸向平行的多個鎖緊螺孔，鎖緊螺銷8安裝在鎖緊螺孔中，鎖緊螺銷8內端貫通薄壁頂入裂槽23另一側壁；測力螺栓鎖緊時容易使薄壁產生與測力螺栓軸力方向相反的張力，至而使薄壁受力變形，這時就需要鎖緊螺銷8頂壓裂槽23另一側壁致使薄壁壓緊回歸原形，從而消除測力螺栓6和螺紋通孔22之間的螺紋配合間隙，實現鎖緊。

測力螺栓6可以根據想要實現的效果與鎖緊螺銷8相適配，可以1:1，也可以2:1，或者其他。

參閱圖1可示，用於檢測軸跳動的軸定心機，它包括上述的定心裝置，還包括機座9、左架91、右架92和頂推機構10，上述機座9通過地腳螺栓可拆卸連接在地面上；左架91、右架92通過螺栓可拆卸連接在機座9上；上述至少兩根平行定位杆1與一根定位螺杆1a均安裝在左架91、右架92之間；頂推機構10底座安裝在至少兩根平行定位杆1上，右端固定安裝在右架92上。

機座9通過地腳螺栓可拆卸連接在地面上，左架91和右架92通過螺栓又可拆卸連接在機座9上，採用螺栓連接方式連接，拆裝方便，利於後期對機器的檢修。

為了固定至少兩根平行定位杆1和定位螺杆1a的安裝位置，至少兩根平行定位杆1和一根定位螺杆1a均安裝在左架91、右架92之間。

為了能夠安裝不同長度的軸，軸定心機上還設置了頂推機構10。頂推機構10可以由頂針、軸承、底座和氣缸組成，頂推機構的底座安裝在至少兩根平行定位杆1上，頂針的錐形端頂住需定心的軸，形成三角結構，避免了頂推裝置在移動過程中出現左右晃動的現象，軸承套在頂針外壁上。氣缸的推桿固定連接在頂針的一端，使頂針跟隨氣缸做同向運動，氣缸的推桿向前推時，頂針跟著推桿向前移動，此種情況適合安裝較短的軸；氣缸的推桿向後拉時，頂針跟著向後退，此種情況適合安裝較長的軸。

參閱圖3、圖4可見，B、B1即所示的短軸、長軸。

此定心裝置一方面通過測力螺栓有效的測出軸所需的預緊力，進而控制電機的轉速，有效地減少了能源的浪費，降低了企業的成本，還能有效的防止軸跳動，進而提高工件的加工精度和加工速率，另一方面能適合不同長度的軸的檢測，應用範圍廣，從一定程度上說也降低了企業的成本。

此軸定心機應用範圍廣，適用不同長度的軸的檢測，改變了傳統的長短軸分類分機器加工的局面，利用空間最大化，有效地降低了企業的生產成本。

以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特徵並不局限於此，任何本領域的技術人員在本發明的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利範圍之中。