定心回转机构及定心回转装置的制作方法

本发明涉及一种回转机构，具体是涉及一种定心回转机构及应用的装置，属于重工机械领域。

背景技术：

现有技术中的大型设备，如堆取料机中的斗轮式堆取料机如能克服现有设备(桥式堆取料机)的无法跨越料场进行工作这一缺点，则必须增加其回转和升降的功能，换言之，需要如下功能的执行机构：

(1)自身垂直升降或水平运动；

(2)自身回转运动；

(3)作为承载完成装配工件或其他设备的共同回转和垂直升降或水平运动；

(4)轴向承载；

(5)水平安装时，可同时承受径向力和垂轴方向的极大扭矩，承载力超强；

(6)各运动方向运动成滚动副。

因此，针对大型重工设备用的可同时满足平动或升降和定心回转、且其相应的装置或结构目前仍属空白，属本技术领域的核心技术难点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，发明人基于多年研究首创提出本发明产品，具体来说，本发明公开了一种定心回转机构与，可同时实现定心回转、平动或升降运动，且可对定心部分承重限位起轴承作用。

上述发明目的可通过以下技术方案来实现：

定心回转机构，包括同圆心套接的定心环和旋转环，定心环与旋转环间设有第一滚动组件，定心环、旋转环和第一滚动组件中心线同轴设置，旋转环在第一滚动组件导向下以旋转环内径为轨道绕定心环旋转。

优选地，第一滚动组件由多个第一滚动件组成，第一滚动件包括第一滚轮、第一支座和第一轴支座，第一滚轮经第一支座固定连接定心环的外表面，第一滚轮与旋转环的内表面部分相切。

更优选地，第一滚轮与第一支座间经第一轴支座连接。

优选地，定心环由第一定心环、第二定心环和定心环连接架组成，第一和第二定心环对称设置且经定心环连接架连接成一体。

更优选地，第一和第二定心环外表面均设有多个第一滚动件，以保证旋转环的回转稳定性。

优选地，旋转环分为与第一和第二旋转环。

更优选地，第一定心环与第一旋转环同圆心套接，第二定心环与第二旋转同圆心套接，每个环体的内表面与第一滚轮部分相切成旋转导轨。

优选地，第一和第二定心环的内表面和或环体端面设有第二滚动组件，用于实现整个定心回转机构在回转运动的同时经第二滚动组件导向下沿回转方向垂直运动。

更优选地，第二滚动组件由多个第二滚动件组成，第二滚动件由第二滚轮、第二轴支座、第二支座组成。作为一种较佳的实施方式，第一和第二定心环不与定心环连接架连接的两端部加设多个第二滚动件，以保证整个定心回转机构运动时的平稳性。

优选地，还包括一第三滚动组件，用于旋转环的轴向限位，第三滚动组件由多个第三滚动件组成，第三滚动件包括第三滚轮对、轴支座对和第三支座，第三滚轮对分别经轴支座对独立连接第三支座，第三支座分别独立的固定连接第一和第二定心环的环体外表面，第三滚轮对夹设旋转环的第一和第二旋转环环体两端。

更优选地，第三滚轮为锥形轮；较佳地，锥形轮较小处近定心环。

作为一种较佳的实施方式，旋转环夹设该锥形夹轮对之间，换言之，第一和第二旋转环的两个端面分别为第三滚轮对的轨道，每一第三滚动件的滚动圆之间隔距离与其相配合旋转环体导轨厚度方向形成滚动副，从而从而使得该定心回转机构在实现轴向运动时可同时做回转运动。

作为一种更佳的实施方式，锥形轮的锥度锥形轮的锥度由回转速度选定，优选锥形轮速度角母线交汇于所述定心回转机构的回转中心点所成角度；以保证第三滚动组件的滚动圆为等线速锥形，可实现该定心回转机构在转动时大小端速度角恒等以保证回转的稳定性和承重刚度。

作为一种较佳的实施方式，为保证运动的稳定性，第一、第二、第三滚动组件的中心线同轴设置，且多个滚动件均沿圆周均匀布置，优选交错均布。

本发明的另一目的是，通过将上述任一结构的定心回转机构装配成一定心回转装置，以实现本发明提供的定心回转机构的应用，具体技术方案如下述：

定心回转装置，包括上述任一所述的定心回转机构和一芯轴，定心回转机构与中轴同圆心(中心线同轴设置)套装，定心回转机构沿芯轴的中心线平行移动；换言之，当芯轴水平地面设置时，定心回转机构可沿水平方向平动；当芯轴垂直地面设置时，定心回转机构可垂直升降。

与现有技术相比，本发明提供的定心回转机构及装置具有以下优势：

1)本发明通过同时装配有第一和第二滚动组件机件同时做回转运动和直线运动的需求。

2)本发明通过采用各自独立的运动副组合实现复合运动，使得各部件结构简单、易于制作、并且维护方便。

3)本发明通过在环体上布置由多个第一、第二和第三滚动件组成的滚动副，在实现机构垂直、回转定向运动功能需求同时，还满足在装配后的大型设备在现场的各个工位下，均能承受由作业时产生的三维空间的载荷。

4)本发明通过采用第二滚动组件，使得配合芯轴以后的直线导轨要求精度降低，易于制作、便于维护。

5)本发明通过将定心回转机构安装在有直线运动功能的机件上，带动第三滚动组件并通过该件使运动部件本体自由度得到约束，亦即实现在任意位置定直线运动和定圆心回转同时完成。

附图说明

图1为本发明提供的定心回转装置的装配剖面图；

图2为本发明提供的定心回转机构的俯视图；

图3为本发明提供的定心回转机构的局部放大图；

图4为本发明提供的定心回转机构的局部放大图；

图5为本发明提供的定心回转机构的局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细、完整地说明，但不应视为对本发明的限定。

本发明提供了一种定心回转机构，分为同圆心套接的定心环10和旋转环20，定心环10与旋转环20间设有第一滚动组件30，第一滚动组件30的中心线与定心环10和旋转环20圆心同轴设置，并通过第一滚动组件30对旋转环20径向定位并承载，第一滚动组件30由多个第一滚动件31组成，第一滚动件31包括第一滚轮311、第一支座312和第一轴支座313，第一滚轮311经第一支座312固定连接定心环10的外表面，第一滚轮311与旋转环20的内表面部分相切，此时，旋转环20在第一滚动组件30导向下以旋转环20内径为轨道绕定心环10旋转，完成定心回转运动。作为本实施例的一种较佳的方案，第一滚轮311与第一支座312间经第一轴支座313连接，换言之，滚动(运动)载体布置在第一滚轮内。

为了保证整个定心回转机构运动时的稳定性及承载的合理性，作为本发明的一种较佳的实施方式，定心环10分别由第一定心环11(上环A)、第二定心环12(下环B)和定心环连接架13组成，第一和第二定心环对称设置且经定心环连接架13连接成一体，换言之，第一和第二定心环分别固定连接定心环连接架13的两端；第一和第二定心环外表面均设有多个第一滚动件31，以保证旋转环的回转稳定性。相应地，旋转环20也分为与第一和第二旋转环，第一定心环11与第一旋转环21同圆心套接，第二定心环12与第二旋转环22同圆心套接，每个环体的内表面与第一滚轮311部分相切成旋转导轨。

此外，第一和第二定心环的内表面设有第二滚动组件40，可实现整个定心回转机构在回转运动的同时经第二滚动组件40导向下沿回转方向垂直运动，即第一滚动组件30中心线方向垂直运动；第二滚动组件40由多个第二滚动件41组成，第二滚动件41由第二滚轮411、第二轴支座412、第二支座413组成；同样地，滚动(运动)载体布置在第二滚轮内。作为一种较佳的实施方式，第一和第二定心环不与定心环连接架13连接的两端部加设多个第二滚动件41，以保证整个定心回转机构运动时的平稳性；也可根据承重或移动的刚度需要加设第二滚动件41，以保证运动的稳定性为准，不应视为第二滚动件41的具体位置唯一性。

值得一提的是，为消除旋转方向上的径向偏移，以及旋转环20随定心环10一同运动时的线速度差异而产生的轴向位移，换言之，为实施本定心回转机构可随同有回转及轴向运动的功能执行部件同步轴向运动的要求，发明人在上述基础上加设第三滚动组件50，用于旋转环20的轴向限位，第三滚动组件50由多个第三滚动件51组成，图5为第三滚动件的局部放大图，如图5所示，第三滚动组件50包括多个第三滚动件51，第三滚动件51包括第三滚轮对511、轴支座对512和第三支座513，第三滚轮对511分别经轴支座对512独立连接第三支座513，第三支座513连接第一和第二定心环的环体外表面，第三滚轮对511夹设旋转环20的第一和第二旋转环环体两端；其中第三滚轮为锥形轮，相应地，锥形轮较小处近定心环10；故旋转环20夹设该锥形夹轮对之间，故第一和第二旋转环的两个端面分别为第三滚轮对511的轨道，每一第三滚动件51的滚动圆之间隔距离与其相配合旋转环体导轨厚度方向形成滚动副，从而使得该定心回转机构在实现轴向运动时可同时做回转运动。作为一种较佳的实施方式，锥形轮的锥度由回转速度选定，优选为速度角母线交汇于机构的回转中心点，以保证第三滚动组件50的滚动圆为等线速锥形；可实现该定心回转机构在转动时大小端速度角恒等以保证回转的稳定性和承重刚度并使得摩擦力为最小值。

作为一种较佳的实施方式，如图2所示，为保证运动的稳定性，第一、第二、第三滚动组件的中心线同轴设置，且其中滚动件均沿圆周均匀布置，优选交错均布。

此时，第一滚动组件30(径向滚动体)滚动圆中心与第二滚动组件40(轴向滚动体)轴向中心点的连线延长线通过旋转环20与定心环10的旋转中心点。

在实际应用中，旋转环与有升降或平动、旋转功能要求的工件相联接构成一定心回转装置，如图1和图2所示，该定心回转装置至少有一芯轴60，且芯轴60的横截面的外周非圆形且与第二滚轮411部分相切；此时与旋转环20连接的工件可随旋转环20转动，且随定心环10沿芯轴60移动，当芯轴60垂直地面设置时，工件可升降；当芯轴60平行地面设置时，工件可平动。

最后有必要在此说明的是：上述内容本发明实施方式进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。