專利名稱：一種曲軸軸頸修磨裝置的制作方法
技術領域：
本實作新型涉及一種為大中型柴沒機曲軸軸頸進行現(xiàn)場修整的專用磨削拋光機械加工裝置。特別是涉及一種能裝設在柴油機機體內部對曲軸軸頸進行修磨的便攜式專用磨削拋光機械加工裝置。
大中型柴油機目前廣泛地用作船舶和陸地電站的動力機。它是一種結構復雜、制造技術要求高、造價也很高的重型動力機械。曲軸是它的主軸，大中型柴油機輸出功率大，作為它的主軸，曲軸不僅形狀特殊而且工作負荷也是很高的。因而在設計制造中，對曲軸的結構、材料選用、加工制造的精度和施工流程，都采取了各種有效的措施。這使得曲軸的造價高了，但卻有了可靠的承載能力和很長的壽命。然而曲軸在柴油機運行中，它的各個與之相鉸接的配合零件之間不可避免地相互摩擦。而且這種摩擦是在高壓強之下發(fā)生的。所以曲軸的各個鉸接的軸頸必然會發(fā)生磨損。在正常的情況，受到磨損的軸頸需要定期修整。而在不正常的情況下，軸頸會受到極不均勻的磨損，甚至損傷。不正常的情況一般都是突發(fā)性的，需要對此形成的軸頸磨損或損傷的修整也是突然產生的、十分緊迫的。
曲頸的各個軸頸在制造中為滿足運轉中充分達到設計對它所提的要求，確保整臺柴油機的可靠運行，各軸頸的精度要求是很高的。軸頸不僅在尺寸精度上應達到IT6級，還必需在幾何形狀上達到IT6級以上。軸頸還應具有正確的幾何位置精度和光整的表面(位置精度應達到II6級以上、表面粗糙度Ra＜0.4um)。對于磨損的軸頸進行修整，目標就是使它恢復到上述水平。
曲頸的形狀特殊，在制造過程中是采用高精度的加工機床及附加裝置等來保證達到上述各精度要求。如果在修整受磨損的軸頸時希望采用制造中的方法求得精度的恢復，就必須將曲軸自柴油機機體內拆離，并從柴油機裝設的場地運到具有相應機床設備的工廠車間。這對于柴油機來說，就提出了一個前提。那就是必需先行拆除曲軸以上所有的零件，無疑這會增加大量的附加的工作。有時當安設柴油機的場地影響拆卸曲軸，還必需拆除有關的其他設備，甚而某些場地的建筑構件。譬如當柴油機是裝設在船舶機艙內時就會產生這種情況。
為了避免上述的附加拆卸工作，目前對軸頸的修整是采取在柴油機機體內進行，在不把曲軸拆離柴油機的情況下，現(xiàn)場對軸頸進行修整。而修整工作不是采用制造時所用的機床設備，卻是由高等級的鉗工工人使用手工具完成修整工作。使用的手工工具主要是手工銼刀和細砂布。加上鉗工用的圓柱面模具。
鉗工手工修整軸頸的不足之處是顯而易見的。歸納起來有以下幾點(1)手工修整的精度有限。全面達到各項要求很困難。不可能全面恢復曲軸在制造中的精度水平。
(2)當磨損量大或發(fā)生不正常不均勻磨損時，精度更難恢復。特別是幾何位置精度的恢復問題。
(3)在不正常的磨損形成局部硬化之后，銼削會極其困難。手工修整會難以進行。
(4)主軸頸受到主軸承座的影響，鉗工修整很難進行。
(5)即使鉗工修整能順利量行，修整的工期也相當長。
(6)修整的最終精度完全取決于施工工人的技藝。
本裝置的目的是在曲軸不拆離柴油機機體的條件下用一套便攜式的機械加工專用設備，取代鉗工手工操作在柴油機機體內現(xiàn)場修磨曲軸的各個軸頸。本實用新型主要由磨削頭10、旋轉支架20、傳動機構30三個部分組成。
其中磨削頭10主要由風動砂輪磨頭及導向滑板14組成。風動砂輪磨頭由風動力頭11和其下端蓋12、其軸下端的砂輪13組成，風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動，導向滑板14的一端設有絲桿15，絲桿15的一端滑動套裝在風動力頭11的滑塊狀下端蓋12的一側，絲桿15的另一端與導向滑板14中的螺紋配合可使風動磨頭實現(xiàn)定向移位，風動磨頭的完成導向滑板14的另一端上附有的切深調節(jié)頂螺釘17和彈性鉤18可使導向滑板的這一端作上下調整。定向移位及導向滑板一端的上下調整使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動；旋轉支架20是由前后兩端的鏈輪端板21構成主體，用四根支柱橫梁23將鏈輪端板21聯(lián)成框架，鏈輪端板21由六根支撐腳支承在曲柄銷不受磨損的部位。支柱橫梁21也用以安設磨削頭10，磨削頭兩端由支承座16和調節(jié)頂螺釘17和彈性鉤18分別安設在兩根支柱橫梁21上。
傳動機構30包括馬達和減速機構，它是通過鏈條拖動旋轉支架20的。
本實用新型還可以由磨削頭10、固定支架50組成，其中磨削頭10主要由風動砂輪磨頭及導向滑板14組成。風動砂輪磨頭由風動力頭11和其下端蓋12、其軸下端的砂輪13組成，風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動，導向滑板14的一端設有絲桿15，絲桿15的一端滑動套裝在風動力頭11的滑塊狀下端蓋12的一側，絲桿15的另一端與導向滑板14中的螺紋配合可使風動磨頭實現(xiàn)定向移位，風動磨頭的完成導向滑板14的另一端上附有的切深調節(jié)頂螺釘17和彈性鉤18可使導向滑板的這一端作上下調整，定向移位及導向滑板一端的上下調整使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動；固定支架50上安裝有磨削頭10，固定支架具有兩個固定座架，各由2塊端板52及端板底板53構成，在端板52上裝有支柱橫梁23，用以安裝磨削頭10，而端板底板53將裝在主軸承座的剖分面上，借助主軸承蓋的固定螺柱固定在主軸承座上，用以完成用柴油機的盤車機構轉動曲軸。
本實用新型的優(yōu)點是1、整個裝置是可拆卸而易于在柴油機機體內組裝的。拆卸后的各組成部分的體積和重量均不大，操作人員可隨身攜帶，快速地到達需要修磨的柴油機裝置的的現(xiàn)場。
2、修磨后的軸頸在尺寸精度、形狀精度、幾何位置精度和表面粗糙度等方面，可全面恢復到曲軸新制時的水平，比鉗工手工修整提高很多。
3、修磨方式對不正常磨損所致的局部硬化完全能適應。
4、由于是機械代替手工，修磨質量穩(wěn)定，施工工期大為縮短。
圖1是本實用新型整體工作狀態(tài)的剖示圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是本實用新型磨削頭10的示意圖；圖4是圖3的左示圖；圖5是圖3中C-C的剖視圖；圖6是本實用新型旋轉支架20的B-B剖視圖；圖7是圖5中A-A的剖視圖；圖8是本實用新型磨削頭10換裝振蕩式珩磨拋光器后的示意圖；圖9是圖7的左示圖；圖10是本實用新型用以修磨曲頸的示意圖；4圖11是圖10的左示圖；實施例一一種柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，由磨削頭10、旋轉支架20、傳動機構30組成，磨削頭10由風動砂輪磨頭及導向滑板14組成。風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動。導向滑板14提供了風動磨頭的完成定向移位的導向滑軌，同時依靠導向滑板14上附有的調整零件使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動。
旋轉支架20由前后兩端的鏈輪端板21構成主體，四根支柱橫梁23將鏈輪端板21聯(lián)成框架。鏈輪端板21由六根支撐腳24支承在曲柄銷不受磨損的部位。支柱橫梁23也同時用以安設磨削頭10。
傳動機構30包括馬達和減速機構。減速機構的外伸軸端裝有小鏈輪。傳動機構由臨時托架固定在柴油機機身的外側。通過鏈條帶動旋轉支架20。鏈條傳動是繞性傳動，故而對傳動機構30的安裝精度要求不高。對修磨的質量不會產生影響。
磨削頭10的工作原理和結構圖3、圖4表示了磨削頭10的結構及其工作原理。
風動砂輪磨頭是由風動力頭11、其下端蓋12、砂輪13組成，風動力頭11是一個由壓縮空氣推動的刮片式風動力頭。這種動力頭的轉速可達4000轉/分以上。它的軸向尺寸略大而橫向尺寸很小。在本裝置將它垂直安裝，這能很好地適應曲柄臂之間的狹窄位置。在它的伸出軸端裝以盆形砂輪，即可實現(xiàn)磨削。
為了使修磨在穩(wěn)定狀態(tài)下進行，并且能實現(xiàn)必要的走刀與切深調節(jié)。風動力頭11裝在導向滑板14之上方可獲得滿足這些要求的條件。因而風動力頭11的下端蓋12被制成與導向滑板14相配的滑塊形狀。砂輪13則裝設在軸的末端。
導向滑板14的一端設有絲桿一端滑動套裝在風動力頭11的滑塊狀下端蓋12的一側。轉動絲桿15，靠絲桿15與導向滑板14中螺紋配合作用，會形成絲桿15的推或拉動作用，帶動風動力頭11。使砂輪13獲得沿“S”方向的走刀動作。
在導向滑板14的兩端設有支承零件。在設有絲桿15的一端有一個與旋轉支架20相配合的支承座16。它是由上下兩半構成。用螺釘與導向滑板14相固定。支承座16的圓孔，將與旋轉支架20上的支柱橫梁23配合。當擰緊螺釘后，導向滑板14就支承座16聯(lián)同導向滑板的一端夾緊在旋轉支架20的支柱橫梁23上。
導向滑板14的另一端設有切深調節(jié)頂螺釘17和彈性鉤18。轉動切深調節(jié)頂螺釘17，螺釘?shù)纳斐鲩L度會發(fā)生變化，從而使導向滑板14的這一端隨之升降。導向滑板14以支承座16的圓孔中心為軸產生小角度的轉動。同時，砂輪13與曲柄銷軸頸表面的距離也隨之變化。這就使得砂輪13沿“t”方向獲得切深調節(jié)。
彈性鉤18借助彈簧力使頂螺釘17以足夠的力壓在旋轉支架20的支柱橫梁23上。彈簧力是可調的。即通過調整彈性鉤上端的螺帽的位置來增減彈簧的預緊程度。
圖5、圖6表示了旋轉支架20的結構。
旋轉支架20的主體部分是前后兩片鏈輪端板21。為了能裝在曲柄銷上，它被制成兩半的。由搭接板22把鏈輪端板21拼接成鏈輪圈。
鏈輪端板21以四根支柱橫梁23聯(lián)接成框架。磨削頭10則安設在支柱橫梁23之上。磨削頭10中的支承座16將夾緊在一根支柱橫梁橫23之上。而頂螺釘17與彈性鉤18則壓緊在另一根支柱橫梁橫23之上。當旋轉支架20轉動時磨削頭10隨之轉動。
每一塊鏈輪端板21上三個支撐腳24支撐在曲柄銷上。支撐腳24是由螺釘固緊在鏈輪端板21之上的，支撐腳24上的固定螺釘孔呈長槽形，以便調整支撐腳24的伸出長度，確保鏈輪端板21的中心得以調整到與曲柄銷原有軸心同軸。
支撐腳24與曲柄銷接觸的一端鑲有由非金屬制成的耐磨圓弧板25。為了獲得良好的磨削效果，支撐腳應緊壓在曲柄銷上。這不僅能在無間隙的支承狀態(tài)下避免振動，還可以獲得良好的形狀的幾何位置精度。表面粗精度也可達到要求。在支撐腳24鑲以非金屬耐磨圓弧板25就在無間隙支撐狀態(tài)下，既不損傷曲柄銷上的支承表面，也還可在整個修磨過程中維持良好的配合狀況。
圓弧板25的圓弧是按曲柄銷與曲柄臂聯(lián)接部的過渡圓弧制成的。曲柄銷的過渡圓弧面在曲軸運行中不受磨損，在曲軸制造中與曲柄銷軸頸在同一工序中加工而成。它具有新制曲柄銷軸頸共同的軸心線。在修磨曲柄銷軸頸時，旋轉支架20的支撐腳24以過渡圓弧面為支承面，一方向是同時獲得軸向和徑向的定位支承，同時獲得與原有軸心同軸的定位效果。為保證修磨后的軸頸獲得良好的幾何位置精度取得必需的條件。
旋轉支架20的支柱橫梁23是根據(jù)待修磨曲柄銷結構而加工制作的。四根支柱橫梁23長度均嚴格保持一致。而長度則以保證圓弧板25正好與過渡圓弧面接觸。支柱橫梁23的直徑按磨剖頭10的支承座16的圓孔直徑來確定，以保證磨削頭10能穩(wěn)定地安裝在旋轉支架20上。
本裝置的傳動機構30的作用僅是拖動旋轉支架20旋轉。它的動力機可以是壓縮空氣推動的風動馬達；也可是電動機。傳動機構30的減速機構則必須符合所需的減速要求。通過減速機構和它輸出軸上的主動鏈輪必須達到使旋轉支架20的轉速為1-2轉/分。
由于磨削頭10受壓縮空氣輸送管的限制，不能隨旋轉支架20作單一方向的連續(xù)旋轉。只能反復地在400°，的范圍內轉動。這就要求傳動機構30的動力機和減速機構能快速而簡便地變換轉動方向。
傳動機構30是通過鏈條拖動旋轉支架20的，所以它可安置在柴油機機體之外任何方便的地方。它的安裝方法所受的限制很小，因而也無須滿足特定的要求。
軸頸的珩磨拋光當使用本裝置的磨削頭10、旋轉支架20及傳動機構30將曲柄銷軸頸修磨好之后，軸頸可在尺寸精度、幾何形狀精度、幾何位置精度和表面粗精度等各方面基本上恢復到曲軸軸頸新制時的精確水平。此時應拆下磨削頭10，在旋轉支架20上換裝振蕩式珩磨拋光器。
圖7、圖8就是換裝振蕩式珩磨拋光器的情況。振蕩式珩磨拋光器40被安設在固定磨削頭10的支柱橫梁23上。任何一種在長度上能適應曲柄臂間距的振蕩式珩磨拋光器均可使用。
經過珩磨拋光，軸頸即可完全恢復到新制曲軸的各項精度和表面光潔度的水平。
主軸頸的修磨與珩磨拋光圖9、圖10是主軸頸修磨的情況。所使用的磨削頭10與修磨柄銷軸頸時是完全相同的。安設磨削頭10的支柱橫梁23也與旋轉支架20上基本相同。
修磨時曲軸由不修磨的主軸頸支承在各自的主軸承上。用柴油機的盤車機構轉動曲軸，使曲軸以原有的中心線為軸轉動。
磨削頭10安設在固定支架之上。固定支架具有兩個固定座架。它們各自由兩塊端板52及端板底板53構成主體。在端板52上裝有支柱橫梁23，用以安設磨削頭10。而端板底板53將裝在主軸承座的剖分面上，借助主軸承蓋的固定螺柱固定在主軸承座上。
與曲柄銷軸頸在磨削進行珩磨拋光方法相似，將磨剖頭10自固定支架50上的支柱橫梁23拆下，換上振蕩式珩磨光器，就可全部完成主軸頸的修磨工程，使之恢復到新制時的精度水平。
實施例二一種柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，其特征在于由磨削頭10、固定支架50組成，其中磨削頭10主要由風動砂輪磨頭及導向滑板14組成。風動砂輪磨頭由風動力頭11和其下端蓋12、其軸下端的砂輪13組成，風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動，導向滑板14的一端設有絲桿15，絲桿15的一端滑動套裝在風動力頭11的滑塊狀下端蓋12的一側，絲桿15的另一端與導向滑板14中的螺紋配合可使風動磨頭實現(xiàn)定向移位，風動磨頭的完成導向滑板14的另一端上附有的切深調節(jié)頂螺釘17和彈性鉤18可使導向滑板的這一端作上下調整，定向移位及導向滑板一端的上下調整使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動；固定支架50上安裝有磨削頭10，固定支架具有兩個固定座架，各由2塊端板52及端板底板53構成，在端板52上裝有支柱橫梁23，用以安裝磨削頭10，而端板底板53將裝在主軸承座的剖分面上，借助主軸承蓋的固定螺柱固定在主軸承座上，用以完成用柴油機的盤車機構轉動曲軸。
權利要求1.一種柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，其特征在于由磨削頭(10)、旋轉支架(20)、傳動機構(30)組成，其中磨削頭(10)主要由風動砂輪磨頭及導向滑板(14)組成。風動砂輪磨頭由風動力頭(11)和其下端蓋(12)、其軸下端的砂輪(13)組成，風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動，導向滑板(14)的一端設有絲桿(15)，絲桿(15)的一端滑動套裝在風動力頭(11)的滑塊狀下端蓋(12)的一側，絲桿(15)的另一端與導向滑板(14)中的螺紋配合可使風動磨頭實現(xiàn)定向移位，風動磨頭的完成導向滑板(14)的另一端上附有的切深調節(jié)頂螺釘(17)和彈性鉤(18)可使導向滑板的這一端作上下調整，定向移位及導向滑板一端的上下調整使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動；旋轉支架(20)是由前后兩端的鏈輪端板(21)構成主體，用四根支柱橫梁(23)將鏈輪端板(21)聯(lián)成框架，鏈輪端板(21)由六根支撐腳支承在曲柄銷不受磨損的部位，支柱橫梁(21)也用以安設磨削頭(10)，磨削頭兩端由支承座(16)和調節(jié)頂螺釘(17)和彈性鉤(18)分別安設在兩根支柱橫梁(21)上；傳動機構(30)包括馬達和減速機構，它是通過鏈條拖動旋轉支架(20)的。
2.根據(jù)權利要求1所述的柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，其特征在于旋轉支架(20)上安裝磨削頭部分(10)的地方，可換裝振蕩式珩磨拋光器。
3.根據(jù)權利要求1所述的柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，其特征在于旋轉支架(20)的每個鏈輪端板是由兩片半圓鏈輪端板(21)拼成，由搭接板(22)把半圓鏈輪端板(21)拼接成鏈輪端板，每一塊鏈輪端板(21)由三個支撐腳(24)支撐在曲柄銷上，支撐腳(24)是由螺釘固緊在鏈輪端板(21)之上的，支撐腳(24)上的固定螺釘孔呈長槽形，支撐腳(24)與曲柄銷接觸的一端鑲有由非金屬制成的耐磨圓弧板(25)。
4.一種柴油機曲軸軸頸現(xiàn)場修磨裝置，其特征在于由磨削頭(10)、固定支架(50)組成，其中磨削頭(10)主要由風動砂輪磨頭及導向滑板(14)組成。風動砂輪磨頭由風動力頭(11)和其下端蓋(12)、其軸下端的砂輪(13)組成，風動砂輪磨頭實現(xiàn)磨削運動，導向滑板(14)的一端設有絲桿(15)，絲桿(15)的一端滑動套裝在風動力頭(11)的滑塊狀下端蓋(12)的一側，絲桿(15)的另一端與導向滑板(14)中的螺紋配合可使風動磨頭實現(xiàn)定向移位，風動磨頭的完成導向滑板(14)的另一端上附有的切深調節(jié)頂螺釘(17)和彈性鉤(18)可使導向滑板的這一端作上下調整，定向移位及導向滑板一端的上下調整使風動磨頭獲得必需的走刀和切深運動；固定支架(50)上安裝有磨削頭(10)，固定支架具有兩個固定座架，各由2塊端板(52)及端板底板(53)構成，在端板(52)上裝有支柱橫梁(23)，用以安裝磨削頭(10)，而端板底板(53)將裝在主軸承座的剖分面上，借助主軸承蓋的固定螺柱固定在主軸承座上，用以完成用柴油機的盤車機構轉動曲軸。
專利摘要本實用新型是一種為大中型柴油機曲軸軸頸進行現(xiàn)場修整的專用磨削拋光的機械加工裝置,特別用于在柴油機機體內部對曲軸軸頸進行修磨,它主要是由磨削頭10、旋轉支架20、傳動機構30組成,由于修理時,以機械加工方式代替手工加工,并且不需將曲軸自柴油機機體中拆下來,因此節(jié)約了時間,減少了工作量,使用非常方便。
文檔編號B24B5/42GK2287070SQ97218680
公開日1998年8月5日 申請日期1997年6月19日 優(yōu)先權日1997年6月19日
發(fā)明者周家樹 申請人:上海浦東漢華科技工程公司