用于修镗两端具有小孔的大型筒形部件的镗排机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于修镗两端具有小孔的大型筒形部件的镗排机构，包括主电机和镗排，该镗排的前后两端均支承在所述大型筒形部件的支承孔中，所述主电机通过传动机构与镗排相连接、用于驱动镗排转动，所述主电机位于大型筒形部件的外部，所述传动机构位于所述支承孔中。本申请中，将用于驱动镗排转动的主电机和传动机构从原来的大型筒形部件的内部挪到大型筒形部件的外部及侧边处，从而避免电线等于修镗时大型筒形部件内部产生的切屑、冷却液等相接触，从而提高修镗作业的安全性，消除安全隐患；特别地，还能使大型筒形部件的内部空间更加宽敞，可使得固定在镗排上的刀座能够从头镗到尾，即不需要多个操作工人搬动刀座，大大节省了人力。
【专利说明】
用于修镗两端具有小孔的大型筒形部件的镗排机构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种机械加工设备，特别是涉及一种用于修镗两端具有小孔的大 型筒形部件的镗排机构。
【背景技术】
[0002] 在大型火电厂、核电厂、造船厂、国防等领域，经常遇到两端具有小孔的大型筒形 部件，且大型筒形部件两端的小孔大小不一。这类大型筒形部件在原始制造时，通常是在其 中分面处将其分开成上半容器部分和下半容器部分，再将上半容器部分和下半容器部分放 置到大型的精密数控龙门铣床上、并使用镜像方法成对加工。但是，将上述加工后的上半容 器部分和下半容器部分运输到火电厂、核电厂、造船厂等现场并将其安装后，需要在该大型 筒形部件的四周布满各种设备，且需要将该大型筒形部件与整个基础、各种管道焊接在一 起。然而，上述大型筒形部件多年在高温高压环境中工作后会产生热变形，故需要对该大型 筒形部件的内孔配合面进行重新精镗。若将该大型筒形部件从现场拆除运输至加工厂进行 维修，则来回运输大型筒形部件就需要耗费近百万元，故修理成本非常高，且修理周期非常 长。为此，目前较为普遍的做法是在现场、在大型筒形部件的内部对该大型筒形部件进行修 镗。
[0003] 传统的现场修镗用镗排机构的结构为:选用一根无缝钢管作为镗排，在镗排的两 端都配置轴承，使镗排可转动地支承在大型筒形部件两端的小孔中；同时，镗排的中间铣键 槽，用于安装电机、大齿轮、减速器、伺服走刀系统等，电机依次通过减速器、大齿轮等驱动 镗排转动。但是，该镗排机构存在以下缺陷：
[0004] 1、存在安全隐患：由于在大型筒形部件内部配置电机、减速器、伺服走刀系统等， 为了实现与外部电源连接、且伺服走刀系统随镗排一起转动，故需要在大型筒形部件内部 配置集电滑环、电刷、电线等，从而造成集电滑环、电刷、电线容易与金属切削、冷却液混合 在一起，很容易造成触电；另外，还需要将刀座从大齿轮的一边搬移到另一边，又因为大型 筒形部件内部没有吊装设备，故需要4-6个人搬移，非常不方便。
[0005] 2、存在质量隐患：因为镗排上需要装大齿轮、伺服走刀系统、集电滑环等，故镗排 不可能做的很粗，因此镗排经常是一根细长轴，从而导致镗排的刚度很差，又加上大齿轮等 重力作用，所以镗排挠度大，故修镗的大型筒形部件的内孔不同心。
[0006] 3、存在成本昂贵问题:大型厚壁无缝钢管很难运货，世界上没有几个国家能生产， 而且根据修镗不同尺寸的大型筒形部件，所需的镗排尺寸也不同，故也不一定就能买到合 适尺寸的无缝钢管，即使能买到接近尺寸的、但效果又不理想；同时，又因为大型厚壁无缝 钢管多是高温合金蒸汽管，其价格非常昂贵，耐热、耐高温性能好，但修镗是在常温下进行 的，而上述大型厚壁无缝钢管在常温下的性能并不好。 【实用新型内容】
[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于 修镗两端具有小孔的大型筒形部件的镗排机构，具有较好的作业安全性。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型提供一种用于修镗两端具有小孔的大型筒形部件的 镗排机构，包括主电机和镗排，该镗排的前后两端均支承在所述大型筒形部件的支承孔中， 所述主电机通过传动机构与镗排相连接、用于驱动镗排转动，所述主电机位于大型筒形部 件的外部，所述传动机构位于所述支承孔中。
[0009] 进一步地，所述镗排包括镗排本体部、设在镗排本体部前端的前镗排头部、以及设 在镗排本体部后端的后镗排头部，所述前镗排头部和后镗排头部分别可转动地支承在位于 大型筒形部件前后两侧的支承孔中，所述镗排本体部为方管。
[0010]优选地，所述镗排本体部由四块钢板焊接而成。
[0011] 优选地，所述镗排本体部的外径为395*395mm，镗排本体部的厚度为35mm。
[0012] 进一步地，所述传动机构位于大型筒形部件前侧的支承孔中，传动机构包括减速 箱、第一齿轮、沿第一齿轮的轴向对称设置的第二齿轮和第三齿轮、固设在第二齿轮和第三 齿轮中的传动轴、以及与设在镗排前端的前镗排头部固定连接的内齿轮，所述主电机的输 出端与减速箱的输入端相连接，所述第一齿轮固设在减速箱的输出端上，第一齿轮与第二 齿轮、第一齿轮与第三齿轮均啮合，所述传动轴的外周面上设有外齿面，所述内齿轮的内周 面上设有内齿面，所述外齿面与内齿面相啮合。
[0013] 进一步地，位于所述大型筒形部件前后两侧的支承孔中分别设有前轴承座和后轴 承座，设置在镗排前端的前镗排头部通过安装在前轴承座中的轴承支承在所述支承孔中， 设置在镗排后端的后镗排头部通过安装在后轴承座中的轴承支承在所述支承孔中，所述前 轴承座与支承孔之间、后轴承座与支承孔之间均设有垫片。
[0014] 优选地，所述主电机和减速箱安装在位于大型筒形部件外部的轴承座中，所述第 一齿轮、第二齿轮、第三齿轮安装在所述前轴承座中，所述传动轴穿设在前轴承座的座体 中，所述传动轴与前轴承座的座体之间、前镗排头部与前轴承座的座体之间均设有轴承。
[0015] 优选地，所述垫片呈圆环状、为一体件。
[0016] 优选地，所述垫片由若干段沿支承孔周向间隔分布的圆弧片构成。
[0017] 如上所述，本实用新型涉及的镗排机构，具有以下有益效果：
[0018] 本申请涉及的镗排机构中，将用于驱动镗排转动的主电机和传动机构从原来的大 型筒形部件的内部挪到大型筒形部件的外部及侧边处，从而避免电线等于修镗时大型筒形 部件内部产生的切肩、冷却液等相接触，从而提高修镗作业的安全性，消除安全隐患；特别 地，还能使大型筒形部件的内部空间更加宽敞，可使得固定在镗排上的刀座能够从头镗到 尾，即不需要多个操作工人搬动刀座，大大节省了人力。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0020] 图2为图1的A-A向剖视图。
[0021] 图3为本实用新型中前镗排头部与前轴承座的连接示意图。
[0022] 图4为本实用新型中后镗排头部与后轴承座的连接示意图。
[0023] 图5为现有技术中采用圆形无缝钢管的镗排的截面图。
[0024]图6、图7为现有技术中镗排三点超定位的受力变形图。
[0025]图8为本申请中采用方形管的镗排的截面图。
[0026]图9为本申请中镗排两点定位的受力变形图。
[0027] 元件标号说明
[0028] 1 大型筒形部件
[0029] 11 支承孔
[0030] 2 主电机
[0031] 3 镗排
[0032] 31 镗排本体部
[0033] 32 前镗排头部
[0034] 33 后镗排头部
[0035] 4 刀座
[0036] 801 减速箱
[0037] 802 第一齿轮
[0038] 803 第二齿轮
[0039] 804 第三齿轮
[0040] 805 传动轴
[0041] 806 内齿轮
[0042] 9 前轴承座
[0043] 1〇 刀具
[0044] 12 后轴承座
[0045] 121 通孔
[0046] 13 垫片
[0047] 14 轴承座
[0048] 15 轴承
[0049] 16 顶紧螺钉
【具体实施方式】
[0050] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0051] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭 示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条 件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响 本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内 容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"等的用 语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或 调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0052] 本实用新型提供一种镗排机构，用于修镗两端具有小孔(小孔为后述的支承孔11) 的大型筒形部件1，两个支承孔11的大小可相同，也可不同。如图1所示，所述镗排机构包括 主电机2和可转动地镗排3,该镗排3的前后两端均可转动地支承在所述大型筒形部件1的支 承孔11中，所述主电机2通过传动机构与镗排3相连接、用于驱动镗排3转动，所述主电机2位 于大型筒形部件1的外部，所述传动机构位于大型筒形部件1的一个支承孔11中。上述镗排 机构中，将用于驱动镗排3转动的主电机2和传动机构从原来的大型筒形部件1的内部挪到 大型筒形部件1的外部及侧边处，从而避免电线等于修镗时大型筒形部件1内部产生的切 肩、冷却液等相接触，从而提高修镗作业的安全性，消除安全隐患。特别地，将主电机2和传 动机构从大型筒形部件1的内部移出后，主电机2和传动机构不占用大型筒形部件1的内部 空间，进而使大型筒形部件1的内部空间更加宽敞，进而在修镗大型筒形部件1的内孔时，可 使得固定在镗排3上的刀座4能够从头镗到尾，即不需要多个操作工人搬动刀座4,大大节省 了人力，刀座4的外端固设有刀具10。
[0053]本实施例中，如图1所示，所述镗排3包括镗排本体部31、设在镗排本体部31前端的 前镗排头部32、以及设在镗排本体部31后端的后镗排头部33,所述前镗排头部32和后镗排 头部33分别可转动地支承在位于大型筒形部件1前后两侧的支承孔11中。所述传动机构设 在大型筒形部件1的前端部处的支承孔11中、并与镗排3的前镗排头部32相连接，具体连接 结构为：如图3所示，传动机构包括减速箱801、第一齿轮802、沿第一齿轮802的轴向对称设 置的第二齿轮803和第三齿轮804、固设在第二齿轮803和第三齿轮804中的传动轴805、以及 与设在镗排3前端的前镗排头部32固定连接的内齿轮806,所述主电机2的输出端与减速箱 801的输入端相连接，所述第一齿轮802固设在减速箱801的输出端上，第一齿轮802与第二 齿轮803、第一齿轮802与第三齿轮804均啮合，所述传动轴805的外周面上设有外齿面，所述 内齿轮806的内周面上设有内齿面，所述外齿面与内齿面相啮合。减速箱801的输出端带动 第一齿轮802转动，故驱动第二齿轮803和第三齿轮804同步地转动，固定在第二齿轮803中 的传动轴805和固定在第三齿轮804中的传动轴805也同步地转动，再通过传动轴805上外齿 面与内齿轮806上内齿面的相互啮合驱动内齿轮806转动，最终驱动前镗排头部32转动，实 现了主电机2至镗排3较大扭矩的传递。较优地，所述第一齿轮802、第二齿轮803和第三齿轮 804均为行星齿轮，在提高扭矩传递可靠性的同时、还能减少体积，从而便于布置。
[0054] 另外，为了尽可能少地占用大型筒形部件1的内部空间，如图3和图4所示，位于大 型筒形部件1前后两侧处的支承孔11中安装有前轴承座9和后轴承座12,镗排3的前镗排头 部32通过安装在前轴承座9中的轴承15支承在支承孔11中，镗排3的后镗排头部33通过安装 在后轴承座12中的轴承15支承在支承孔11中。所述主电机2和减速箱801都挪到大型筒形部 件1的外部，安装在位于大型筒形部件1外部的轴承座14中，所述第一齿轮802、第二齿轮 803、第三齿轮804都安装在所述前轴承座9中，所述传动轴805穿设在前轴承座9的座体中， 所述传动轴805与前轴承座9的座体之间、前镗排头部32与前轴承座9的座体之间均设有轴 承15。优选地，在前轴承座9的座体前侧还设置有前挡板，该前挡板分别与前轴承座9的座体 和大型筒形部件1固定连接，用于限制前轴承座9座体的转动、轴向移动、以及反扭矩现象。
[0055] 进一步地，镗排3的前镗排头部32由轴承15支承在前轴承座9中，镗排3的后镗排头 部33由轴承15支承在后轴承座12中，故镗排3是两点受力，通过大型筒形部件1的两个支承 孔11定位、校直镗排3非常容易操作。具体方式为:前轴承座9的外径、后轴承座12的外径、以 及大型筒形部件1的支承孔11的直径都是已知的，根据前轴承座9外径和支承孔11直径的差 值、以及后轴承座12外径和支承孔11直径的差值事先制作合适厚度的垫片13,在现场组装 机床时将垫片13垫入前轴承座9和支承孔11之间、以及后轴承座12与支承孔11之间即可，操 作非常方便，还大大提高了精度，减少校正时间。所述垫片13可以为一圈圆环状的垫片13 圈，也可以由若干段沿支承孔11周向间隔分布的圆弧片构成。
[0056] 优选地，如图4所示，所述后轴承座12的座体中开设有前后贯通的通孔121，后轴承 座12的座体中穿设有多个径向设置、并位于通孔121外端侧的顶紧螺钉16,顶紧螺钉16与后 轴承座12的座体为螺纹连接，操作人员的手或使用工具伸入通孔121中，旋转顶紧螺钉16， 使得顶紧螺钉16的端部与垫片13相抵靠，进而将垫片13顶紧在支承孔11的孔壁上，以提高 校正镗排3的准确度。
[0057]进一步地，本申请取消了现有技术中集电滑环等零件，因此，为了提高镗排3的刚 度，故可将镗排3做的粗一些;如图1和图2所示，所述镗排本体部31为方管，镗排本体部31上 安装有刀座4。优选地，所述镗排本体部31的外径为395*395mm，厚度为35mm，镗排3的整体长 度为5059±100mm。镗排本体部31采用方管后，方管可选用四块钢板焊接而成，再将前镗排 头部32和后镗排头部33分别焊接或通过螺钉固定在镗排本体部31的前后两端处，其相较于 进口的圆形无缝钢管而言，可极大地降低镗排3成本，也就是降低了镗排机构和大型筒形部 件1维修的成本，特别地，方形管还具有较好的刚性，同时还便于刀座4的安装。如图1所示， 所述后镗排头部33的后端通过螺钉固定连接有后挡板，该后挡板位于后轴承座12的后侧， 起到镗排3轴向限位的作用。
[0058]关于本申请中镗排3的两点校正定位与现有技术中镗排3的三点校正超定位的比 较分析如下：
[0059]现有技术中键排3采用外径为273mm、厚度为30mm的圆形无缝钢管，其横截面如图5 所示，故镗排3的均布载荷q为:q= (Jr X 13? 652-jtX 10? 652) X7? 8= 1780g/cm= 1 ? 78kg/cm;
[0060]当镗排3中间吃硬、前后两端为虚力时，如图6所示，则镗排3的变形量fl为：
[0062]当镗排3前后两端吃硬、中间为虚力时，如图7所示，假设安装在镗排3中间部分的 电机及齿轮传动机构的重量为600kg，则其造成的变形量f2为：
[0064]由此可得知：镗排3使用圆形无缝钢管时，因镗排3具有三个受力点，为三点超定 位，从而造成镗排3具有向上的0.39mm变形量和向下的1.2778mm变形量，其误差非常大，进 而不能保证精镗大型筒形部件1内孔的精度和质量。
[0065] 本申请中，如图8所示，镗排本体部31使用外径为395*395mm、厚度为35mm、长度为 4700mm的方管，因此，q= (39 ? 52-32 ? 52) X 7 ? 8 = 3 ? 93kg/cm，，
本申请中的镗排3为二点支承，如图9所示，故其变形量f为：
，故其变形量非常小，在 误差范围内，可保证大型筒形部件1内孔精镗的质量。
[0067] 综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价 值。
[0068] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新 型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种用于修镗两端具有小孔的大型筒形部件的镗排机构，包括主电机（2)和镗排 (3)，该镗排(3)的前后两端均支承在所述大型筒形部件（1)的支承孔（11)中，所述主电机 (2)通过传动机构与镗排(3)相连接、用于驱动镗排(3)转动，其特征在于:所述主电机(2)位 于大型筒形部件(1)的外部，所述传动机构位于所述支承孔(11)中。2. 根据权利要求1所述的镗排机构，其特征在于:所述镗排(3)包括镗排本体部(31)、设 在镗排本体部（31)前端的前镗排头部（32)、以及设在镗排本体部（31)后端的后镗排头部 (33)，所述前镗排头部(32)和后镗排头部（33)分别可转动地支承在位于大型筒形部件（1) 前后两侧的支承孔(11)中，所述镗排本体部(31)为方管。3. 根据权利要求2所述的镗排机构，其特征在于:所述镗排本体部(31)由四块钢板焊接 而成。4. 根据权利要求2所述的镗排机构，其特征在于:所述镗排本体部（31)的外径为395* 395mm，键排本体部(31)的厚度为35mm。5. 根据权利要求1所述的镗排机构，其特征在于:所述传动机构位于大型筒形部件（1) 前侧的支承孔（11)中，传动机构包括减速箱(801)、第一齿轮(802)、沿第一齿轮(802)的轴 向对称设置的第二齿轮(803)和第三齿轮(804)、固设在第二齿轮(803)和第三齿轮(804)中 的传动轴(805)、以及与设在镗排(3)前端的前镗排头部(32)固定连接的内齿轮(806)，所述 主电机（2)的输出端与减速箱（801)的输入端相连接，所述第一齿轮(802)固设在减速箱 (801)的输出端上，第一齿轮(802)与第二齿轮(803)、第一齿轮(802)与第三齿轮(804)均啮 合，所述传动轴(805)的外周面上设有外齿面，所述内齿轮(806)的内周面上设有内齿面，所 述外齿面与内齿面相啮合。6. 根据权利要求5所述的镗排机构，其特征在于:位于所述大型筒形部件（1)前后两侧 的支承孔（11)中分别设有前轴承座(9)和后轴承座（12)，设置在镗排(3)前端的前镗排头部 (32)通过安装在前轴承座(9)中的轴承（15)支承在所述支承孔(11)中，设置在镗排(3)后端 的后镗排头部(33)通过安装在后轴承座（12)中的轴承（15)支承在所述支承孔(11)中，所述 前轴承座(9)与支承孔(11)之间、后轴承座(12)与支承孔(11)之间均设有垫片（13)。7. 根据权利要求6所述的镗排机构，其特征在于:所述主电机(2)和减速箱(801)安装在 位于大型筒形部件（1)外部的轴承座（14)中，所述第一齿轮(802)、第二齿轮(803)、第三齿 轮(804)安装在所述前轴承座(9)中，所述传动轴(805)穿设在前轴承座(9)的座体中，所述 传动轴(805)与前轴承座(9)的座体之间、前镗排头部(32)与前轴承座(9)的座体之间均设 有轴承(15)。8. 根据权利要求6所述的镗排机构，其特征在于:所述垫片（13)呈圆环状、为一体件。9. 根据权利要求6所述的镗排机构，其特征在于:所述垫片（13)由若干段沿支承孔（11) 周向间隔分布的圆弧片构成。
【文档编号】B23B41/00GK205464434SQ201620193280
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】鲍勇, 李震洪, 权正钟
【申请人】上海海业机电设备有限公司