本發(fā)明涉及一種軸承環(huán)加工設(shè)備，尤其涉及一種加工水下弧狀滑動(dòng)軸承環(huán)的設(shè)備。

背景技術(shù)：

應(yīng)急救助開(kāi)孔設(shè)備等水下機(jī)械裝置中，常常需要使用軸承裝置來(lái)作為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的支撐。傳統(tǒng)的水下裝置用軸承大多為滾動(dòng)軸承，其缺陷在于：水下雜質(zhì)較多，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力大，滾子磨損快，且易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，同時(shí)在水下受水流影響，滾動(dòng)軸承易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。為克服上述缺陷，已研發(fā)出新型滑動(dòng)軸承機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾動(dòng)軸承機(jī)構(gòu)。該滑動(dòng)軸承的軸承環(huán)外壁為向外鼓起的圓弧面，使用時(shí)該圓弧面與其它部件的內(nèi)孔接觸配合，利用海水等液體潤(rùn)滑，摩擦阻力小，耐腐蝕能力強(qiáng)，并且圓弧面的設(shè)計(jì)允許主軸相對(duì)于套筒有一定的傾斜，從而不僅有助于水中雜質(zhì)通過(guò)軸承各接觸面，避免雜質(zhì)在各接觸面處出現(xiàn)堵塞，還能避免軸承受水流影響時(shí)出現(xiàn)卡死。另一方面，為進(jìn)一步減少水中雜質(zhì)對(duì)軸承的影響，在圓弧面上開(kāi)設(shè)用于存儲(chǔ)雜質(zhì)的凹槽，該凹槽與軸承軸線共面，優(yōu)選地，該凹槽的走向與圓弧面一致。

實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上述軸承環(huán)在加工時(shí)存在以下問(wèn)題：(1)上述凹槽的加工必須采用五軸加工中心進(jìn)行銑削，成本高且加工效率低；(2)圓弧面光潔度較高，如果使用磨削加工，則需要使用具有五軸加工能力的磨床，或者是根據(jù)圓弧面的形狀尺寸定制異形專用砂輪，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種加工水下弧狀滑動(dòng)軸承環(huán)的設(shè)備，其所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：采用五軸加工中心銑削凹槽和采用五軸磨床磨削圓弧面成本過(guò)高的問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種加工水下弧狀滑動(dòng)軸承環(huán)的設(shè)備，包括機(jī)架、轉(zhuǎn)動(dòng)架以及伸縮桿裝置；所述機(jī)架與轉(zhuǎn)動(dòng)架相鉸接，所述伸縮桿裝置下端與機(jī)架相鉸接、上端與轉(zhuǎn)動(dòng)架相鉸接，當(dāng)伸縮桿裝置的長(zhǎng)度變化時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)架上還安裝有可相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)筒，被加工軸承環(huán)套裝在回轉(zhuǎn)筒外壁上；

所述伸縮桿裝置包括用于改變伸縮桿裝置長(zhǎng)度的伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置還通過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置與回轉(zhuǎn)筒相連接以實(shí)現(xiàn)伸縮桿裝置長(zhǎng)度變化與回轉(zhuǎn)筒相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架回轉(zhuǎn)的聯(lián)動(dòng)；

所述機(jī)架上還安裝有可相對(duì)于機(jī)架回轉(zhuǎn)的滾刀，所述滾刀的軸線與回轉(zhuǎn)筒的軸線共面，所述滾刀包括圓柱狀的滾壓體以及若干圓周分布在滾壓體外圓柱面上的切割刃部分，所述切割刃部分與滾刀的軸線相平行；

加工時(shí)，伸縮桿裝置伸縮使得被加工軸承環(huán)相對(duì)于滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)回轉(zhuǎn)筒帶動(dòng)被加工軸承環(huán)相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架回轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)了被加工軸承環(huán)與滾刀的同步回轉(zhuǎn)，滾刀的滾壓面與被加工軸承環(huán)的圓弧面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓弧面的滾壓加工；同時(shí)，切割刃部分在滾壓過(guò)程中在圓弧面上切割出凹槽。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述伸縮桿裝置包括套管、傳動(dòng)件和電機(jī)，所述電機(jī)即伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)尾端與機(jī)架相鉸接、輸出軸與傳動(dòng)件相連接，所述傳動(dòng)件與套管之間為螺紋連接，所述套管上端與轉(zhuǎn)動(dòng)架相鉸接，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)件與套管之間在螺紋連接的約束下驅(qū)使伸縮桿裝置的長(zhǎng)度發(fā)生變化。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述傳動(dòng)件與套管之間螺紋連接的結(jié)構(gòu)為：所述套管內(nèi)孔內(nèi)壁上具有螺紋軌道，所述傳動(dòng)件具有與套管內(nèi)孔相配合的桿部，所述桿部的側(cè)面上設(shè)有沿螺紋軌道行進(jìn)的滾輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述螺紋軌道為變導(dǎo)程螺紋軌道，即螺紋導(dǎo)程為固定導(dǎo)程部分與正弦波動(dòng)導(dǎo)程部分的疊加；

以套管內(nèi)孔的軸線為z軸建立笛卡爾坐標(biāo)系，螺紋軌道的方程式為：

上式中，r為螺紋軌道的半徑，ωt為自變量，k×ωt為與固定導(dǎo)程部分，a×sin(b×ωt)為正弦波動(dòng)導(dǎo)程部分，a為正弦波動(dòng)的振幅，b與正弦波動(dòng)的頻率成正比。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述傳動(dòng)件還包括與電機(jī)輸出軸同軸連接的齒輪部分，所述齒輪部分與桿部同軸固定連接；

所述聯(lián)動(dòng)裝置包括支架、傳動(dòng)齒輪、第一萬(wàn)向節(jié)、花鍵套、花鍵軸、第二萬(wàn)向節(jié)、第一傘齒輪和第二傘齒輪；

所述支架安裝在電機(jī)機(jī)體上，所述傳動(dòng)齒輪與支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接且與傳動(dòng)件的齒輪部分相嚙合，所述傳動(dòng)齒輪通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與花鍵套相連接，所述花鍵套與花鍵軸相配合，所述第一傘齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述花鍵軸通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與第一傘齒輪相連接以驅(qū)動(dòng)第一傘齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架回轉(zhuǎn)，所述第二傘齒輪與回轉(zhuǎn)筒固定連接，所述第一傘齒輪與第二傘齒輪相嚙合。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述滾刀的切割刃部分由若干三角形的鋸齒首尾連接排列而成，所述鋸齒具有向前和向后的齒刃。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述滾刀通過(guò)升降裝置安裝在機(jī)架上以實(shí)現(xiàn)滾刀與被加工軸承環(huán)之間距離的調(diào)節(jié)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下積極效果：(1)本發(fā)明僅需要電機(jī)、滾刀驅(qū)動(dòng)裝置以及升降裝置的驅(qū)動(dòng)裝置三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置即可實(shí)現(xiàn)圓弧面與凹槽的同步加工，取代了五軸銑削加工設(shè)備與五軸磨削設(shè)備兩臺(tái)高端五軸加工設(shè)備，降低了加工設(shè)備的成本，同時(shí)提高了加工效率；(2)本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)與一套花鍵傳動(dòng)裝置構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)筒的同步動(dòng)作，在轉(zhuǎn)動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依然能夠?qū)崿F(xiàn)同步動(dòng)力的傳輸；(3)轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)不僅在滾壓圓弧面的過(guò)程中使得滾刀相對(duì)于被加工軸承環(huán)沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)、展成圓弧面，而且還為切割凹槽提供了切割動(dòng)力；(4)螺紋軌道為變導(dǎo)程螺紋軌道，即螺紋導(dǎo)程為固定導(dǎo)程部分與正弦波動(dòng)導(dǎo)程部分的疊加，從而轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度具有正弦波動(dòng)，該波動(dòng)能產(chǎn)生沿切割方向上的相對(duì)加速度，從而增大瞬時(shí)切割力，提高了加工效率，并且螺紋連接的傳動(dòng)對(duì)聯(lián)動(dòng)裝置的傳動(dòng)沒(méi)有任何影響，該波動(dòng)不會(huì)影響被加工軸承環(huán)與滾刀的同步回轉(zhuǎn)，不會(huì)改變凹槽的加工軌跡；(6)滾刀鋸齒具有向前和向后的齒刃，正反向均能切割凹槽。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明滾刀鋸齒部分的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案：

如圖1，一種加工水下弧狀滑動(dòng)軸承環(huán)的設(shè)備，用于加工軸承環(huán)的外圓弧面和圓弧面上的凹槽；

該設(shè)備包括機(jī)架1、轉(zhuǎn)動(dòng)架5以及伸縮桿裝置；所述機(jī)架1與轉(zhuǎn)動(dòng)架5相鉸接，所述伸縮桿裝置下端與機(jī)架1相鉸接、上端與轉(zhuǎn)動(dòng)架5相鉸接，當(dāng)伸縮桿裝置的長(zhǎng)度變化時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)架5相對(duì)于機(jī)架1轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)架5上還安裝有可相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架5回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)筒14，被加工軸承環(huán)15套裝在回轉(zhuǎn)筒14外壁上；

所述伸縮桿裝置包括用于改變伸縮桿裝置長(zhǎng)度的伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置還通過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置與回轉(zhuǎn)筒14相連接以實(shí)現(xiàn)伸縮桿裝置長(zhǎng)度變化與回轉(zhuǎn)筒14相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架5回轉(zhuǎn)的聯(lián)動(dòng)；

所述伸縮桿裝置包括套管4、傳動(dòng)件3和電機(jī)2，所述電機(jī)2即伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)2尾端與機(jī)架1相鉸接、輸出軸與傳動(dòng)件3相連接，所述傳動(dòng)件3與套管4之間為螺紋連接，所述套管4上端與轉(zhuǎn)動(dòng)架5相鉸接，當(dāng)電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)件3與套管4之間在螺紋連接的約束下驅(qū)使伸縮桿裝置的長(zhǎng)度發(fā)生變化。

所述傳動(dòng)件3與套管4之間螺紋連接的具體結(jié)構(gòu)為：所述套管4內(nèi)孔內(nèi)壁上具有螺紋軌道，所述傳動(dòng)件3具有與套管4內(nèi)孔相配合的桿部，所述桿部的側(cè)面上設(shè)有沿螺紋軌道行進(jìn)、與螺紋軌道相配合的滾輪。

所述螺紋軌道為變導(dǎo)程螺紋軌道，即螺紋導(dǎo)程為固定導(dǎo)程部分與正弦波動(dòng)導(dǎo)程部分的疊加；

以套管4內(nèi)孔的軸線為z軸建立笛卡爾坐標(biāo)系，螺紋軌道的方程式為：

上式中，r為螺紋軌道的半徑，ωt為自變量，k×ωt為與固定導(dǎo)程部分，a×sin(b×ωt)為正弦波動(dòng)導(dǎo)程部分，a為正弦波動(dòng)的振幅，優(yōu)選為半徑r的0.02倍，b與正弦波動(dòng)的頻率成正比，優(yōu)選為5。

所述傳動(dòng)件3還包括與電機(jī)2輸出軸同軸連接的齒輪部分，所述齒輪部分與桿部同軸固定連接；

所述聯(lián)動(dòng)裝置包括支架7、傳動(dòng)齒輪8、第一萬(wàn)向節(jié)9、花鍵套10、花鍵軸11、第二萬(wàn)向節(jié)12、第一傘齒輪6和第二傘齒輪13；

所述支架7安裝在電機(jī)2機(jī)體上，所述傳動(dòng)齒輪8與支架7轉(zhuǎn)動(dòng)連接且與傳動(dòng)件3的齒輪部分相嚙合，所述傳動(dòng)齒輪8通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)9與花鍵套10相連接，所述花鍵套10與花鍵軸11相配合，所述第一傘齒輪6與轉(zhuǎn)動(dòng)架5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述花鍵軸11通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)12與第一傘齒輪6相連接以驅(qū)動(dòng)第一傘齒輪6相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)架5回轉(zhuǎn)，所述第二傘齒輪13與回轉(zhuǎn)筒14固定連接，所述第一傘齒輪6與第二傘齒輪13相嚙合。

所述機(jī)架1上還安裝有可相對(duì)于機(jī)架1回轉(zhuǎn)的滾刀16，所述滾刀16的軸線與回轉(zhuǎn)筒14的軸線共面，所述滾刀16包括圓柱狀的滾壓體以及若干圓周分布在滾壓體外圓柱面上的切割刃部分，所述切割刃部分與滾刀16的軸線相平行；

如圖2，所述滾刀16的切割刃部分由若干三角形的鋸齒首尾連接排列而成，所述鋸齒具有向前和向后的齒刃。

如圖1，所述滾刀16通過(guò)升降裝置17安裝在機(jī)架1上以實(shí)現(xiàn)滾刀16與被加工軸承環(huán)15之間距離的調(diào)節(jié)。

加工時(shí)，電機(jī)2往復(fù)回轉(zhuǎn)，伸縮桿裝置伸縮使得被加工軸承環(huán)15相對(duì)于滾刀16往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾刀16在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下自回轉(zhuǎn)，同時(shí)回轉(zhuǎn)筒14帶動(dòng)被加工軸承環(huán)15相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)架5回轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)了被加工軸承環(huán)15與滾刀16的同步回轉(zhuǎn)，滾刀16的滾壓面與被加工軸承環(huán)15的圓弧面相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓弧面的滾壓加工；同時(shí)，切割刃部分在滾壓過(guò)程中在圓弧面上切割出凹槽。由于螺紋軌道為變導(dǎo)程螺紋軌道，轉(zhuǎn)動(dòng)架5的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度具有正弦波動(dòng)，該波動(dòng)能產(chǎn)生沿切割方向上的相對(duì)加速度，從而增大瞬時(shí)切割力，提高了加工效率，并且螺紋連接的傳動(dòng)對(duì)聯(lián)動(dòng)裝置的傳動(dòng)沒(méi)有任何影響，該波動(dòng)不會(huì)影響被加工軸承環(huán)15與滾刀16的同步回轉(zhuǎn)，不會(huì)改變凹槽的加工軌跡

機(jī)架1與轉(zhuǎn)動(dòng)架5相鉸接的鉸接點(diǎn)，優(yōu)選是與被加工軸承環(huán)15圓弧面當(dāng)前被滾壓部分同心，該鉸接點(diǎn)還可以進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同規(guī)格軸承環(huán)的加工。