水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置製造方法
2023-05-03 06:39:21 2
水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置製造方法
【專利摘要】水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置及加工方法，包括用於支承轉子的墊塊，墊塊與轉子之間設有可調斜鐵；還設有多根與轉子連接的可調螺杆，可調螺杆一端與轉子連接，另一端與底板連接，底板上設有用於頂起主軸的液壓千斤頂。加工方法包括以下步驟：以主軸測量段終點為基準加工主軸錐度段；加工完成後以實測數據作為轉子內錐孔的加工參考值；計算得到轉子大端測量點的直徑，以此為基準，加上實測的主軸錐度段偏差值加工轉子內錐孔；將主軸吊至轉子內檢測；完畢後通過液壓千斤頂將主軸頂出，對比主軸錐面和轉子錐孔內壁上的色油，得出錐面接觸率；通過上述步驟實現水力測功器主軸及轉子的加工和檢測。本實用新型實現水力測功器的高精度機械加工。
【專利說明】水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置【技術領域】[0001]本實用新型涉及一種大型船舶中的水力測功器的加工和檢測領域，特別是水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置。【背景技術】[0002]圓錐過盈連接具有結構簡單、承載能力大、承受衝擊或變載的性能好、配合的定心精度高以及便於無損重複拆裝的優點。[0003]轉子及主軸是水力測功器的關鍵部件。轉子作為包容件，其內孔與被包容件主軸通過圓錐過盈配合連接。轉子與主軸連接的可靠性是水力測功器製造質量的關鍵。[0004]Y30S水力測功器的主軸及第一轉子2、第二轉子3的結構如圖1所示，其內、外錐度配合面主要技術指標如下:[0005]1、主軸外圓及轉子內孔的錐度為1:25 ；[0006]2、轉子錐孔相對於主軸錐面的壓入行程為25±0.5mm ;[0007]3、轉子錐孔相對於主軸錐面的過盈量1±0.02mm ；[0008]4、轉子錐孔與主軸錐面的接觸率≥90%;[0009]5、主軸的長度為5860mm,轉子的外圓直徑為3040mm ；[0010]6、主軸外錐的長度為1008mm,第一、第二轉子的厚度均為504mm;[0011]傳統方法是將主軸外錐加工成品，轉子內錐孔留一定的加工餘量，然後在主軸外錐表面塗紅色色油，以主軸作為塞規，將主軸外錐插入轉子內錐中，通過內、外錐面互研形成研點，然後逐步手工磨去轉子內孔上著色的研點而達到錐度的接觸率要求。但這種方法會使轉子的內錐孔軸心線產生偏移，使轉子在裝配後其外圓及端面的跳動超出公差要求。 將外形尺寸如此巨大的配合錐面直接通過機械加工的方法達到上述技術指標，目前在水力測功器製造業還沒有成功的先例。
【發明內容】
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置及加工方法，可以在數控工具機上進行轉子內錐，主軸外錐的機械加工，使用本實用新型進行錐度連接面檢驗，使主軸及轉子的配合面能夠滿足過盈量、錐度聯結面的接觸率等要求。[0013]為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是:一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，包括用於支承轉子的墊塊，墊塊與轉子之間設有可調斜鐵；[0014]還設有多根與轉子連接的可調螺杆，可調螺杆一端與轉子連接，另一端與底板連接，底板上設有用於頂起主軸的液壓千斤頂。[0015]還設有與轉子上端·面連接的定位塊，定位塊的內壁與主軸的平直段接觸。[0016]所述的可調斜鐵中，至少兩個帶斜面的塊體通過斜面互相接觸，其中至少一個塊體上設有延伸部，兩個塊體在延伸部的位置通過可調螺栓連接，以使兩個塊體沿著斜面互相運動。[0017]還包括用於測量轉子內徑的千分尺定位支撐，千分尺定位支撐兩端設有伸入到轉 子內孔的延伸部，延伸部上設有用於容納內徑千分尺的測量槽，測量槽水平對齊，所述的測 量槽經過轉子內孔直徑。[0018]位於測量槽內的內徑千分尺的軸線至轉子端面的距離與轉子大端測量點至轉子 端面的距離相同。[0019]一種採用上述的裝置加工和檢測水力測功器主軸及轉子的方法，包括以下步驟:[0020]一、以主軸錐度段小端的主軸測量段終點為基準加工主軸錐度段；[0021]二、加工完成後以百分表檢測該錐度段的X、Y座標，核算實測數據與設計要求的 偏差值，作為轉子內錐孔的加工參考值；[0022]三、根據轉子厚度和相對過盈量計算得到轉子大端測量點的直徑，以轉子大端測 量點的直徑為基準，按設計要求加上實測的主軸錐度段偏差值為修正，加工轉子內錐孔；[0023]四、在地面布置多個墊塊，每個墊塊上放置可調斜鐵，將轉子錐孔小端朝下放置在 可調斜鐵上，在轉子上端面放置水平儀，調整可調斜鐵使轉子端面水平；[0024]五、在轉子錐孔均勻塗上色油，用行車通過主軸吊具將主軸吊至垂直狀態，在主軸 的錐面上塗上另一種顏色的色油，調整主軸與轉子錐孔同心並垂直，運行行車鉤頭，調整主 軸置於轉子錐孔內，並不與轉子錐孔接觸，鎖緊定位塊，使主軸與轉子錐孔精確同心，運行 行車鉤頭繼續下行，將主軸外錐插入轉子內錐孔中，使主軸靠自重在轉子錐面上形成接觸 面；[0025]六、檢測；[0026]七、通過液壓千斤頂將主軸頂出，對比主軸錐面和轉子錐孔內壁上的色油，得出錐 面接觸率；[0027]通過上述步驟實現水力測功器主軸及轉子的加工和檢測。[0028]在步驟一中，在主軸錐度段小端車出一段長度為L的外圓，控制該外圓的直徑即 為主軸測量段終點處的直徑；[0029]半精車錐度，控制該錐度的起點與主軸測量段終點重合，確保錐度部分的加工餘 量;[0030]以主軸測量段起點為基準對刀，精車外圓錐度，可剛好將直線段外圓車去，以確保 主軸測量段終點的尺寸精度。[0031]所述的長度L為主軸測量段起點至主軸測量段終點的距離，為fllmm。[0032]步驟三中，以千分尺定位支撐和內徑千分尺控制轉子大端測量點的直徑，測量時， 內徑千分尺一端固定，橫向沿著測量槽擺動內徑千分尺的刻度端，即可測量轉子大端測量 點的直徑。[0033]在步驟六中，用塞尺檢測大端及小端間隙，測量主軸肩胛面與轉子端面的距離，驗 算過盈量和壓入行程。[0034]本實用新型提供的一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，加工完成後 的轉子內錐與主軸外錐接觸面積> 90%，轉子相對於主軸錐面的壓入距離為25±0.5mm，轉 子錐孔相對於主軸的過盈量1±0.02mm，第一轉子和第二轉子裝入後其相鄰端面能完全貼 合，即採用本實用新型的方法，完全可以實現以機械加工出符合精度要求的水力測功器主軸和轉子。【專利附圖】
【附圖說明】[0035]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0036]圖1為本實用新型中主軸與第一轉子和第二轉子的整體結構示意圖。[0037]圖2為本實用新型中主軸錐形段加工時的示意圖。[0038]圖3為本實用新型中主軸與轉子檢測裝置的結構示意圖。[0039]圖4為本實用新型中轉子內徑檢測裝置的結構示意圖。[0040]圖5為圖4的D-D剖視示意圖。[0041]圖6為本實用新型中數控工具機加工轉子時的結構示意圖。[0042]圖中:主軸1，第一轉子2，第二轉子3，主軸測量段起點4，主軸測量段終點5，主軸 吊具6，定位塊7，可調斜鐵8，墊塊9，可調螺杆10，液壓千斤頂11，底板12，螺母13，主軸肩 胛面14，轉子端面15，千分尺定位支撐16，內徑千分尺17，轉子大端測量點18，測量槽19。【具體實施方式】[0043]如圖3中，一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，包括用於支承轉子 的墊塊9，墊塊9與轉子之間設有可調斜鐵8 ；[0044]還設有多根與轉子連接的可調螺杆10，可調螺杆10 —端與轉子連接，另一端與底 板12連接，底板12上設有用於頂起主軸I的液壓千斤頂11。由於錐度接觸面積增大後，轉 子與主軸之間因為內、外錐面的靜磨擦而造成轉子在主軸上抱死，常規方法難以分離，採用 如圖3所示的上述工裝將主軸預先頂出，在轉子小端穿接長的可調螺杆10，安裝底板12，用 液壓千斤頂11將主軸頂松後，再用行車將主軸吊出。對於不同錐度的轉子，可以通過調節 可調螺杆10上的螺母13,從而調整底板12的高程。[0045]優選的如圖3中，還設有與轉子上端面連接的定位塊7，定位塊7的內壁與主軸I 的平直段接觸。由此結構，用於限定主軸I的軸向位置，避免在主軸I的下落過程中造成主 軸錐形段和轉子內壁的損傷。[0046]如圖3中，所述的可調斜鐵8中，至少兩個帶斜面的塊體通過斜面互相接觸，其中 至少一個塊體上設有延伸部，兩個塊體在延伸部的位置通過可調螺栓連接，以使兩個塊體 沿著斜面互相運動。由此結構，調節可調螺栓即可精確調節兩個塊體的相對位置，從而微調 可調斜鐵8的聞度。[0047]如圖4、5中，還包括用於測量轉子內徑的千分尺定位支撐16，本例中的千分尺定 位支撐16為長條狀的結構，在千分尺定位支撐16兩端設有伸入到轉子內孔的延伸部，延伸 部上設有用於容納內徑千分尺17的測量槽19，兩端的測量槽19水平對齊，所述的測量槽 19經過轉子內孔直徑，即當內徑千分尺17置於測量槽19內時，內徑千分尺17沿著測量槽 19的位置移動，至少有一個位置正好和轉子內孔直徑重合。實際操作中，將內徑千分尺17 沿著測量槽19擺動，測量得到的最大值，即為轉子大端測量點18位置的轉子內孔直徑。[0048]如圖4中，位於測量槽19內的內徑千分尺17的軸線至轉子端面的距離與轉子大 端測量點18至轉子端面的距離相同。例如圖中「L』」所標示的距離。由此結構，可以精確 獲得轉子大端測量點18的數值。[0049]如圖1飛中，一種採用上述的裝置加工和檢測水力測功器主軸及轉子的方法，包 括以下步驟，為便於理解，在下述的步驟中將帶入尺寸，長度單位未標註的均為mm，但是不 應將這些尺寸視為對於本實用新型的限制:[0050]一、如圖2中所示，主軸錐度段粗車完成後，在主軸錐度段小端部分車出一段長度 為IOmm的外圓，控制此段外圓的直徑至750.60mm，此段外圓的起點定為A點即主軸測量 段起點4，終點定為B點即主軸測量段終點5。用數控程序半精車1:25錐度，控制該錐度 的起點與B點重合，此時錐度其餘部分的加工餘量為0.4mm ;以A點為基準對刀，單邊進刀0.2_，精車外圓錐度，可剛好將直徑為750.60的直線段車去。加工完成後主軸錐度小端測 量點B點，即主軸測量段終點5處的尺寸為750.60_。如圖2中，長度L為主軸測量段起點 4至主軸測量段終點5的距離，為9?11mm，優選為10mm。[0051]以上即為，以主軸I錐度段小端的主軸測量段終點5為基準加工主軸I錐度段。[0052]二、加工完成後以百分表檢測該錐度段的X、Y座標，核算實測數據與設計要求的 偏差值，作為轉子內錐孔的加工參考值。[0053]三、根據第一轉子2厚度504mm及相對過盈量1±0.02mm，計算出其C點即轉子大 端測量點18的直徑應為768.96mm，參考主軸外錐度的偏差值編制加工程序，即如果實測得 出主軸錐度段的錐度為1:25.05，則以該數值作為轉子內錐孔的加工參數，此處為舉例，下 面的計算仍以1:25計算。精車第一轉子2內錐孔，加工過程中，以千分尺定位支撐16和內 徑千分尺17控制轉子大端測量點18的直徑，測量時，內徑千分尺17 —端固定，橫向沿著測 量槽19擺動內徑千分尺17的刻度端，即可測量轉子大端測量點18的直徑，參見圖4、5。加 工控制C處即轉子大端測量點18的直徑至768.96mm ；[0054]以相同的方法加工第二轉子3的內錐孔。第二轉子3的厚度為504_，計算出其第 二轉子3C點的測量值應為789.12mm。按上述步驟三加工第二轉子3內錐孔，控制其測量點 C 直徑至 789.12mm。[0055]四、在地面布置多個墊塊9，每個墊塊9上放置可調斜鐵8，將轉子錐孔小端朝下放 置在可調斜鐵8上，在轉子上端面放置水平儀，調整可調斜鐵8使轉子端面水平。[0056]五、在轉子錐孔均勻塗上色油，本例採用紅色色油，用行車通過主軸吊具6將主軸 I吊至垂直狀態，在主軸I的錐面上塗上另一種顏色的色油，本例採用藍色色油，調整主軸I 與轉子錐孔同心並垂直，上下運行行車鉤頭，調整主軸I置於轉子錐孔內，並不與轉子錐孔 接觸，本例中，調整主軸胛面14相對轉子端面高度至604mm，調整並鎖緊3件定位塊7使主 軸定位，使主軸I與轉子錐孔精確同心。運行行車鉤頭勻速下行，將主軸外錐插入轉子內錐 孔中，使主軸靠自重在轉子錐面上形成接觸面。[0057]六、檢測；用塞尺檢測大端及小端間隙應均小於0.02_，測量主軸肩胛面14與轉 子端面15的距離，驗算過盈量和壓入行程。[0058]七、通過液壓千斤頂11將主軸I頂出，對比主軸I錐面和轉子錐孔內壁上的色油， 做錐面接觸率的確認檢查，得出錐面接觸率；[0059]按上述第五?七的步驟檢查第二轉子3，主軸落下前將調整至主軸肩胛面14與轉 子端面距離至100mm。[0060]通過上述步驟實現水力測功器主軸及轉子的加工和檢測。
【權利要求】
1.一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，包括用於支承轉子的墊塊(9)， 其特徵是:墊塊(9)與轉子之間設有可調斜鐵(8)；還設有多根與轉子連接的可調螺杆(10)，可調螺杆(10) —端與轉子下端面連接，另一 端與底板(12)連接，底板(12)上設有用於頂起主軸(I)的液壓千斤頂(11)。
2.根據權利要求1所述的一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，其特徵 是:還設有與轉子上端面連接的定位塊(7)，定位塊(7)的內壁與主軸(I)的平直段接觸。
3.根據權利要求1所述的一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，其特徵 是:所述的可調斜鐵(8)中，至少兩個帶斜面的塊體通過斜面互相接觸，其中至少一個塊體 上設有延伸部，兩個塊體在延伸部的位置通過可調螺栓連接，以使兩個塊體沿著斜面互相 運動。
4.根據權利要求1所述的一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，其特徵 是:還包括用於測量轉子內徑的千分尺定位支撐(16)，千分尺定位支撐(16)兩端設有伸入 到轉子內孔的延伸部，延伸部上設有用於容納內徑千分尺(17)的測量槽(19)，測量槽(19) 水平對齊，所述的測量槽(19)經過轉子內孔直徑。
5.根據權利要求4所述的一種水力測功器主軸及轉子配合錐度的檢測裝置，其特徵 是:位於測量槽(19)內的內徑千分尺(17)的軸線至轉子端面的距離與轉子大端測量點(18)至轉子端面的距離相同。
【文檔編號】G01B21/00GK203414075SQ201320527209
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】孫仁君, 陳子軍, 王嵩 申請人:宜昌船舶柴油機有限公司