一種轉動限偏工裝的制作方法

本實用新型涉及一種工裝，尤其涉及一種轉動限偏工裝。

背景技術：

用盾構機進行隧洞施工，具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響地面交通等特點。在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用盾構機施工更為經濟合理。

刀盤是盾構機上的重要的零部件。現目前有刀盤直徑長達數米，重量高達幾十噸。針對這種重量大型零部件的加工，參常見的加工機床是框架式龍門銑床，通過框架式龍門銑床相對于刀盤的移動來加工刀盤。但是，當刀盤的直徑大于框架式銑床的縱梁間距時，就不能通過縱梁的移動來完成刀盤的加工。現目前，行業內針對這種情況的處理方式，是通過行車來掉轉刀盤，切換刀盤的加工工位。采用行車來調轉刀盤，首先需要能夠承受幾十噸重的行車，同時掉轉后還需要對刀盤進行定位安裝。如此給加工帶來了極大的不便，對生產效率有著極大的影響。

若是采用人工轉動刀盤，來切換刀盤的加工工位，則會出現刀盤因為受力不平衡而擺動傾倒的問題。重達75噸的刀盤，傾倒后要想扶正，則會需要消耗大量的工時和人力。并且傾倒過程中，刀盤還會因為與其他部件碰撞，而導致已加工表面的質量有所損壞。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于解決，在盤類零件轉動切換加工部位時，因為受力不均衡而傾倒的問題。

為了解決上述問題，本實用新型提出一種轉動限偏工裝，用于盤類零件轉動中的限偏擺，包括至少三個滾動支撐組件，所述滾動支撐組件分布在對應于所述盤類零件法蘭外周的位置，所述滾動支撐組件通過與盤類零件的外輪廓配合限制盤類零件轉動的偏擺幅度。

進一步，所述滾動支撐組件包括與支撐座和滾動塊，所述滾動塊固定連接在支撐座的上部；所述滾動塊包括滾珠和保持塊，在所述保持塊上開設有滾動滑槽，所述滾珠與所述滾動滑槽配合并凸出于其外，用于與盤類零件的外表面配合。

進一步，所述滾珠與所述盤類零件的法蘭的外表面配合。

進一步，所述滾珠與所述法蘭外輪廓的下表面配合或與所述法蘭的外圓周面配合。

進一步，所述保持塊上開設有兩組相互垂直的所述滾動滑槽，位于滾動滑槽內的滾珠分別與所述盤類零件的法蘭的下表面和刀盤法蘭下的徑向圓周面配合。

進一步，所述支撐座為傾斜支撐座，通過豎直旋轉傾斜支撐座，將支撐座排列成正“八”字型或倒“八”字型。

進一步，所述傾斜支撐座包括上下連接板和左右支撐板，豎直的左右支撐板的上下邊分別與上下連接板固定連接，左右支撐板兩條高度上的側邊同向傾斜設置。

進一步，所述盤類零件為盾構機的刀盤。

本實用新型的有益效果為：

1、在工位轉換的實際過程中，盤類零件難以完全平衡的位于轉動中心上。盤類零件會豎直傾斜一定角度，轉動限偏工裝能夠在一定程度上對盤類零件進行偏擺限制。偏擺后的法蘭靠在限偏工裝的滾珠上，滾珠形成的滾動摩擦能有效減小法蘭與轉動限偏工裝之間的摩擦阻力。

2、對盤類零件法蘭的下表面和外圓周面同時采用滾珠限位，相對于采用單一位置限偏的精度更高。

3、傾斜支撐座的兩種排列方式，能夠根據盤類零件法蘭下的結構進行選著，若是法蘭徑向尺寸足夠，則兩種排列形式均可；若是法蘭徑向尺寸小，且法蘭下有盤類零件的其他結構，則可以通過正“八”字型或倒“八”字型的排列形式來避免支撐座與盤類零件間的干涉，從而提高支撐座與法蘭配合的支撐面積。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：

圖1為刀盤結構示意圖；

圖2為本實用新型的工裝整體結構示意圖；

圖3為圖2中本實用新型的結構示意圖；

圖4為圖3中的中心轉動工裝的結構示意圖；

圖5為帶有雙向糾偏的滾動塊的本實用新型的工裝整體結構示意圖；

圖中：1-刀盤、11-刀盤法蘭、2-基座、3-支撐塊、4-中心轉動工裝、41-上支座、42-支撐滾珠、43-下支座、44-同步轉動結構、441-螺栓、442-上夾板、443-下夾板、444-雙頭螺桿、45-限位結構、451-限位塊、452-限位槽、5-滾動支撐組件、51-支撐座、52-滾動塊、521-保持塊、522-滾珠、6-主墊塊。

具體實施方式

參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實施例中加工的是盾構機的刀盤1。本實施例中采用的刀盤1的質量高達75噸，刀盤1的直徑超過框架龍門銑床兩縱梁間距。通過本實用新型能夠在不需要行車的情況下，憑借人力和普通工具就能迅速安全地轉動刀盤1，切換刀盤1的機加工位。

本實用新型轉動限偏工裝通過固定連接在基座2上，與固定連接在基座2上的支撐塊3和中心轉動工裝4配合實現刀盤1工位切換的需要。

固定設置在基座2上的四個支撐塊3均勻分布在刀盤1底部的圓周上。在機加過程中，刀盤1通過支撐塊3來支撐刀盤1的機械加工。在工位轉換的過程中，刀盤1脫離四個支撐塊3，其重心與中心轉動工裝4配合，其刀盤法蘭11與均勻分布在刀盤法蘭11底部的轉動限偏工裝配合。

中心轉動工裝4包括上支座41、支撐滾珠42和下支座43。下支座43和上支座41之間對應開設有直徑大于支撐滾珠42的圓弧槽，位于圓弧槽內的支撐滾珠42將上、下支座41、43間隔支撐開。下支座43與基座2固定連接，上支座41通過同步轉動結構44與刀盤1固定連接。在刀盤1轉動的過程中，為了防止支撐滾珠42脫離圓弧槽，在上、下支座41、43間設置有限位結構45。限位結構45包括限位塊451和限位槽452，限位槽452垂直開設在下支座43的豎直外表面上，限位塊451上端的固定部通過螺釘固定連接在上支座41上；限位塊451下端的限位部延伸至限位槽452內，與限位槽452間隔配合。通過限位槽452與限位部的間隔配合，能夠將上、下支座41、43連接在一起，如此方便上、下支座41、43的安裝；同時間隔配合能限制上、下支座41、43之間的相對移動和偏擺幅度。

上述的同步轉動結構44包括夾持組件和兩根雙頭螺桿444。夾持組件包括螺栓441和上、下夾板442、443。上、下夾板442、443分別位于刀盤1中心孔內凸臺的上、下兩側，至上而下穿過上、下夾板442、443的螺栓441將上、下夾板442、443與刀盤1固定連接在一起。豎直穿過上、下夾板442、443的雙頭螺桿444的下端與上支座41螺紋連接，上端通過與之配合的螺母將上、下夾板442、443壓緊在上支座41上。

轉動限偏工裝包括四個滾動支撐組件5。每個滾動支撐組件5包括支撐座51和滾動塊52，支撐座51的底部固定連接基座2上，支撐座51的上部固定連接滾動塊52。滾動塊52包括保持塊521和滾珠522，在保持塊521的上表面開設有放置滾珠522的滾動滑槽，部分凸出與滾動滑槽的滾珠522與刀盤法蘭11底面間隙配合。

在本實施例中的支撐座51是傾斜支撐座，四個傾斜支撐座呈正“八”字型排列在中心轉動工裝4的四周。當然四個傾斜支撐座也可以是呈倒“八”字型排列在中心轉動工裝4的四周。呈正、倒“八”字型的單個支撐座包括圍成框型的上下連接板和左右支撐板，左右支撐板的上下邊分別與上下連接板固定連接，其兩條高度上的豎邊同向傾斜設置。傾斜支撐座通過螺釘將下連接板固定連接在基座2上。根據布置情況，可以通過豎直轉動來切換四個傾斜支撐座的排列狀態。在本實施例中采用正“八”字型排列，在既能保證滾動塊52與刀盤法蘭11的支撐配合面積下，又能避免支撐座51與支撐塊3的布置干涉。

另外，上述中滾珠522是與刀盤法蘭11的的下表面配合。同理要防止刀盤1傾倒，可以與刀盤1上其他外表面配合，比如刀盤法蘭11外圓周面、刀盤1的其他徑向圓周面等。當然要與刀盤1上的徑向輪廓配合，則滾動滑槽和滾珠522的位置需要相對切換，使得滾珠522能夠與刀盤1的徑向外輪廓配合。

參見圖5，滾動塊52上開設有兩組相互垂直布置的滾動滑槽，位于滾動滑槽內的兩組滾珠522分別于刀盤法蘭11的下表面配合和刀盤法蘭11的徑向圓周面配合。此種配合方式，實現了對刀盤1的徑向和軸向的限位控制，能夠提高刀盤1落座到支撐塊3上的精度。

采用本實用新型轉換刀盤工位的方法：

第一步、增設主墊塊，在中心轉動工裝4和刀盤1之間增加主墊塊6，使中心轉動工裝4主要承受刀盤1重力；

第二步、增設輔助墊塊，在轉動限偏工裝和刀盤法蘭11之間增加輔助墊塊，將偏擺的刀盤法蘭11與滾珠522間隔開，避免滾珠522在刀盤法蘭11上留下劃痕；

第三步、轉動刀盤1，通過與刀盤1外接的杠桿為力臂繞刀盤1的中心轉動。

在第一步中，首先松開與雙頭螺桿444上端配合的螺母，繞刀盤1中心采用千斤頂順時針傾斜頂升刀盤法蘭11，利用每次刀盤1與上支座41之間的間距，將主墊塊6塞入到二者之間，在均勻塞入主墊塊6后，旋緊雙頭螺桿444上端的螺母。

在第二步中，繞刀盤1中心利用千斤頂順時針傾斜頂升刀盤法蘭11，利用刀盤法蘭11與滾動塊52之間的間距，將輔助墊塊均勻地塞入到二者之間。

本實用新型機加工裝，實現了在三個人的情況下，順利推動75噸刀盤1切換加工工位。在刀盤1工位切換到位后，在通過刀盤1落座的過程中，中心轉動工裝4中的支撐滾珠42能夠輔助刀盤1回到預設中心，提高了刀盤1的落座精度。

另外，上述的支撐塊3為等高偏心圓柱支撐塊，其偏心設計，能在有限的空間內轉動調節支撐塊3的支撐受力面積。