一种转动限偏工装的制作方法

本实用新型涉及一种工装，尤其涉及一种转动限偏工装。

背景技术：

用盾构机进行隧洞施工，具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点。在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

刀盘是盾构机上的重要的零部件。现目前有刀盘直径长达数米，重量高达几十吨。针对这种重量大型零部件的加工，参常见的加工机床是框架式龙门铣床，通过框架式龙门铣床相对于刀盘的移动来加工刀盘。但是，当刀盘的直径大于框架式铣床的纵梁间距时，就不能通过纵梁的移动来完成刀盘的加工。现目前，行业内针对这种情况的处理方式，是通过行车来掉转刀盘，切换刀盘的加工工位。采用行车来调转刀盘，首先需要能够承受几十吨重的行车，同时掉转后还需要对刀盘进行定位安装。如此给加工带来了极大的不便，对生产效率有着极大的影响。

若是采用人工转动刀盘，来切换刀盘的加工工位，则会出现刀盘因为受力不平衡而摆动倾倒的问题。重达75吨的刀盘，倾倒后要想扶正，则会需要消耗大量的工时和人力。并且倾倒过程中，刀盘还会因为与其他部件碰撞，而导致已加工表面的质量有所损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决，在盘类零件转动切换加工部位时，因为受力不均衡而倾倒的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种转动限偏工装，用于盘类零件转动中的限偏摆，包括至少三个滚动支撑组件，所述滚动支撑组件分布在对应于所述盘类零件法兰外周的位置，所述滚动支撑组件通过与盘类零件的外轮廓配合限制盘类零件转动的偏摆幅度。

进一步，所述滚动支撑组件包括与支撑座和滚动块，所述滚动块固定连接在支撑座的上部；所述滚动块包括滚珠和保持块，在所述保持块上开设有滚动滑槽，所述滚珠与所述滚动滑槽配合并凸出于其外，用于与盘类零件的外表面配合。

进一步，所述滚珠与所述盘类零件的法兰的外表面配合。

进一步，所述滚珠与所述法兰外轮廓的下表面配合或与所述法兰的外圆周面配合。

进一步，所述保持块上开设有两组相互垂直的所述滚动滑槽，位于滚动滑槽内的滚珠分别与所述盘类零件的法兰的下表面和刀盘法兰下的径向圆周面配合。

进一步，所述支撑座为倾斜支撑座，通过竖直旋转倾斜支撑座，将支撑座排列成正“八”字型或倒“八”字型。

进一步，所述倾斜支撑座包括上下连接板和左右支撑板，竖直的左右支撑板的上下边分别与上下连接板固定连接，左右支撑板两条高度上的侧边同向倾斜设置。

进一步，所述盘类零件为盾构机的刀盘。

本实用新型的有益效果为：

1、在工位转换的实际过程中，盘类零件难以完全平衡的位于转动中心上。盘类零件会竖直倾斜一定角度，转动限偏工装能够在一定程度上对盘类零件进行偏摆限制。偏摆后的法兰靠在限偏工装的滚珠上，滚珠形成的滚动摩擦能有效减小法兰与转动限偏工装之间的摩擦阻力。

2、对盘类零件法兰的下表面和外圆周面同时采用滚珠限位，相对于采用单一位置限偏的精度更高。

3、倾斜支撑座的两种排列方式，能够根据盘类零件法兰下的结构进行选着，若是法兰径向尺寸足够，则两种排列形式均可；若是法兰径向尺寸小，且法兰下有盘类零件的其他结构，则可以通过正“八”字型或倒“八”字型的排列形式来避免支撑座与盘类零件间的干涉，从而提高支撑座与法兰配合的支撑面积。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为刀盘结构示意图；

图2为本实用新型的工装整体结构示意图；

图3为图2中本实用新型的结构示意图；

图4为图3中的中心转动工装的结构示意图；

图5为带有双向纠偏的滚动块的本实用新型的工装整体结构示意图；

图中：1-刀盘、11-刀盘法兰、2-基座、3-支撑块、4-中心转动工装、41-上支座、42-支撑滚珠、43-下支座、44-同步转动结构、441-螺栓、442-上夹板、443-下夹板、444-双头螺杆、45-限位结构、451-限位块、452-限位槽、5-滚动支撑组件、51-支撑座、52-滚动块、521-保持块、522-滚珠、6-主垫块。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4，本实施例中加工的是盾构机的刀盘1。本实施例中采用的刀盘1的质量高达75吨，刀盘1的直径超过框架龙门铣床两纵梁间距。通过本实用新型能够在不需要行车的情况下，凭借人力和普通工具就能迅速安全地转动刀盘1，切换刀盘1的机加工位。

本实用新型转动限偏工装通过固定连接在基座2上，与固定连接在基座2上的支撑块3和中心转动工装4配合实现刀盘1工位切换的需要。

固定设置在基座2上的四个支撑块3均匀分布在刀盘1底部的圆周上。在机加过程中，刀盘1通过支撑块3来支撑刀盘1的机械加工。在工位转换的过程中，刀盘1脱离四个支撑块3，其重心与中心转动工装4配合，其刀盘法兰11与均匀分布在刀盘法兰11底部的转动限偏工装配合。

中心转动工装4包括上支座41、支撑滚珠42和下支座43。下支座43和上支座41之间对应开设有直径大于支撑滚珠42的圆弧槽，位于圆弧槽内的支撑滚珠42将上、下支座41、43间隔支撑开。下支座43与基座2固定连接，上支座41通过同步转动结构44与刀盘1固定连接。在刀盘1转动的过程中，为了防止支撑滚珠42脱离圆弧槽，在上、下支座41、43间设置有限位结构45。限位结构45包括限位块451和限位槽452，限位槽452垂直开设在下支座43的竖直外表面上，限位块451上端的固定部通过螺钉固定连接在上支座41上；限位块451下端的限位部延伸至限位槽452内，与限位槽452间隔配合。通过限位槽452与限位部的间隔配合，能够将上、下支座41、43连接在一起，如此方便上、下支座41、43的安装；同时间隔配合能限制上、下支座41、43之间的相对移动和偏摆幅度。

上述的同步转动结构44包括夹持组件和两根双头螺杆444。夹持组件包括螺栓441和上、下夹板442、443。上、下夹板442、443分别位于刀盘1中心孔内凸台的上、下两侧，至上而下穿过上、下夹板442、443的螺栓441将上、下夹板442、443与刀盘1固定连接在一起。竖直穿过上、下夹板442、443的双头螺杆444的下端与上支座41螺纹连接，上端通过与之配合的螺母将上、下夹板442、443压紧在上支座41上。

转动限偏工装包括四个滚动支撑组件5。每个滚动支撑组件5包括支撑座51和滚动块52，支撑座51的底部固定连接基座2上，支撑座51的上部固定连接滚动块52。滚动块52包括保持块521和滚珠522，在保持块521的上表面开设有放置滚珠522的滚动滑槽，部分凸出与滚动滑槽的滚珠522与刀盘法兰11底面间隙配合。

在本实施例中的支撑座51是倾斜支撑座，四个倾斜支撑座呈正“八”字型排列在中心转动工装4的四周。当然四个倾斜支撑座也可以是呈倒“八”字型排列在中心转动工装4的四周。呈正、倒“八”字型的单个支撑座包括围成框型的上下连接板和左右支撑板，左右支撑板的上下边分别与上下连接板固定连接，其两条高度上的竖边同向倾斜设置。倾斜支撑座通过螺钉将下连接板固定连接在基座2上。根据布置情况，可以通过竖直转动来切换四个倾斜支撑座的排列状态。在本实施例中采用正“八”字型排列，在既能保证滚动块52与刀盘法兰11的支撑配合面积下，又能避免支撑座51与支撑块3的布置干涉。

另外，上述中滚珠522是与刀盘法兰11的的下表面配合。同理要防止刀盘1倾倒，可以与刀盘1上其他外表面配合，比如刀盘法兰11外圆周面、刀盘1的其他径向圆周面等。当然要与刀盘1上的径向轮廓配合，则滚动滑槽和滚珠522的位置需要相对切换，使得滚珠522能够与刀盘1的径向外轮廓配合。

参见图5，滚动块52上开设有两组相互垂直布置的滚动滑槽，位于滚动滑槽内的两组滚珠522分别于刀盘法兰11的下表面配合和刀盘法兰11的径向圆周面配合。此种配合方式，实现了对刀盘1的径向和轴向的限位控制，能够提高刀盘1落座到支撑块3上的精度。

采用本实用新型转换刀盘工位的方法：

第一步、增设主垫块，在中心转动工装4和刀盘1之间增加主垫块6，使中心转动工装4主要承受刀盘1重力；

第二步、增设辅助垫块，在转动限偏工装和刀盘法兰11之间增加辅助垫块，将偏摆的刀盘法兰11与滚珠522间隔开，避免滚珠522在刀盘法兰11上留下划痕；

第三步、转动刀盘1，通过与刀盘1外接的杠杆为力臂绕刀盘1的中心转动。

在第一步中，首先松开与双头螺杆444上端配合的螺母，绕刀盘1中心采用千斤顶顺时针倾斜顶升刀盘法兰11，利用每次刀盘1与上支座41之间的间距，将主垫块6塞入到二者之间，在均匀塞入主垫块6后，旋紧双头螺杆444上端的螺母。

在第二步中，绕刀盘1中心利用千斤顶顺时针倾斜顶升刀盘法兰11，利用刀盘法兰11与滚动块52之间的间距，将辅助垫块均匀地塞入到二者之间。

本实用新型机加工装，实现了在三个人的情况下，顺利推动75吨刀盘1切换加工工位。在刀盘1工位切换到位后，在通过刀盘1落座的过程中，中心转动工装4中的支撑滚珠42能够辅助刀盘1回到预设中心，提高了刀盘1的落座精度。

另外，上述的支撑块3为等高偏心圆柱支撑块，其偏心设计，能在有限的空间内转动调节支撑块3的支撑受力面积。