一种发动机缸孔珩磨驱动头装置的制作方法

本发明涉及一种珩磨机，特别是涉及一种发动机缸孔珩磨驱动头装置。

背景技术：

目前发动机缸孔珩磨机粗珩和半精珩加工时，刀头砂条在缸孔内上下往复运动同时旋转磨削加工，加工中同步进行尺寸测量，数控系统通过传感器检测珩磨刀头径向气孔的吹气压力反馈加工余量，随刀头旋转的检测气路与固定的气源是通过驱动头机构实现动-静连接，如果气路中间出现泄漏或堵塞，检测气压将提前或延迟达到设定值，珩磨提前或延后收刀，导致缸孔尺寸磨削不足或过量而超差。

现有驱动头机构(如图1所示)的骨架密封01固定于分配器02内孔，分配器在驱动头机构的往复直线运动中因滑块03的摩擦力周期性的俯仰摆动，使与驱动轴04浮动配合的骨架密封01在驱动头工作过程中作偏心旋转运动，导致骨架密封唇口严重磨损，寿命低；同时骨架密封无防尘唇将主密封唇与珩磨加工环境的杂质隔离，灰尘等细小颗粒进入密封摩擦面对轴和密封产生磨粒磨损，长期使用后轴密封处表面产生v形沟槽，轴报废。

骨架密封01与驱动轴04形成的密封腔内需手动添加润滑脂润滑，油脂在长时间高速、连续摩擦时温度升高，且过多的油量导致散热困难，加速密封唇老化；若油垢硬化，不仅增大密封面摩擦力，还堵塞气孔，影响尺寸测量和珩磨加工。

驱动轴04与电机轴紧固采用三道螺旋副交替连接，因此用于锁紧驱动轴与电机轴的扭力占总拧紧力矩的比例较小，工作中振动易松动。而且在有限的空间中过大的拧紧力矩造成人员劳动强度大，不利于人机工程的改善。

原驱动头因密封磨损漏气导致故障停机损失次数多且产量损失大，严重影响发动机的整线输出能力。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，其优点是避免分配器上下往复滑移产生俯仰摆动，可减少外界的杂质粉尘、切削液进入分配器内。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，包括驱动轴和从上到下依次套设于所述驱动轴上的端盖、分配器、刀杆，所述端盖上部可拆卸式固定连接于电机轴下端，所述驱动轴与所述电机轴可拆卸式固定连接，所述端盖下部套设于所述分配器上部，所述驱动轴上套设有前轴承和后轴承，所述前轴承位于所述分配器上部和所述驱动轴之间，所述后轴承位于所述分配器下部和所述驱动轴之间，所述驱动轴和所述分配器中部之间由上到下设置有第一骨架密封和第二骨架密封，所述分配器、所述第一骨架密封、所述第二骨架密封和所述驱动轴围设有密封腔，所述密封腔内流量可调式设置有压缩气体和润滑油，所述分配器上下滑移连接，所述刀杆套设且旋转连接于所述驱动轴底部，所述刀杆与所述珩磨刀头可拆卸式固定连接。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置还可以是：

所述密封腔包括密封面，所述密封面位于密封腔内且环设于所述驱动轴外壁上，所述密封面上涂设有三氧化二铬陶瓷涂层。

所述分配器外侧设置有润滑油加注口，所述润滑油加注口与所述密封腔连通，所述润滑油加注口固定连接有润滑油管，所述润滑油通过所述润滑油管和所述润滑油加注口进入到所述密封腔内。

所述驱动轴上和所述端盖上部之间卡接连接有两个半圆环，两个所述半圆环均与所述驱动轴上外壁和所述端盖上部内壁相抵。

所述第一骨架密封和所述第二骨架密封均包括第一橡胶、第二橡胶和金属骨架，所述第一橡胶和所述第二橡胶一体成型，所述金属骨架固定连接于所述第一橡胶和所述第二橡胶内，所述第一橡胶和所述第二橡胶、所述金属骨架横切面形状均呈u型，所述第一橡胶与所述分配器相抵，所述第二橡胶与所述驱动轴相抵。

所述第二橡胶一体成型有防尘唇和主密封唇，所述防尘唇和所述主密封唇均与所述驱动轴上的所述三氧化二铬陶瓷涂层相抵。

所述主密封唇上固定连接有弹簧圈。

所述电机轴和所述端盖之间设置有连接螺母，所述连接螺母上端可拆卸固定连接于所述电机轴下部，所述连接螺母下端可拆卸式固定连接于所述端盖上。

所述电机轴和所述驱动轴之间卡接连接有导向键。

所述分配器外侧固定连接有进气管接头，所述进气管接头与所述密封腔连通，所述驱动轴下部开设有气路，所述气路与所述密封腔连通，所述驱动轴下部固定连接有至少两个出气管接头，两个所述出气管接头与所述气路连通，所述气路底部通过堵头螺纹连接于所述驱动轴下部。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，包括驱动轴和从上到下依次套设于所述驱动轴上的端盖、分配器、刀杆，所述端盖上部可拆卸式固定连接于电机轴下端，所述驱动轴与所述电机轴可拆卸式固定连接，所述端盖下部套设于所述分配器上部，所述驱动轴上套设有前轴承和后轴承，所述前轴承位于所述分配器上部和所述驱动轴之间，所述后轴承位于所述分配器下部和所述驱动轴之间，所述驱动轴和所述分配器中部之间由上到下设置有第一骨架密封和第二骨架密封，所述分配器、所述第一骨架密封、所述第二骨架密封和所述驱动轴围设有密封腔，所述密封腔内流量可调式设置有压缩气体和润滑油，所述分配器上下滑移连接，所述刀杆套设且旋转连接于所述驱动轴底部，所述刀杆与所述珩磨刀头可拆卸式固定连接。这样，驱动轴从上向下依次连接套设有端盖、分配器和刀杆；电机轴与驱动轴连接且驱动轴位于电机轴内部，从而将电机轴旋转传递给驱动轴；端盖与电机轴外侧下部直接连接，为端盖的连接起到连接作用；端盖下部套设在分配器上部，使得端盖下部外围将分配器上部包裹在内，不仅可减少外界的杂质粉尘和切削液进入前轴承、后轴承和密封腔内，而且减少前轴承、后轴承磨损以及损失；分配器上部和驱动轴之间设置前轴承、分配器下部和驱动轴之间设置后轴承，驱动头装置在上下止点往复运动中，避免了分配器上下往复滑移产生俯仰摆动；分配器内部安装的第一骨架密封和第二骨架密封也不再周期性倾斜偏心旋转，第一骨架密封和第二骨架密封相对驱动轴仅作旋转运动。前轴承和后轴承保证第一骨架密封、第二骨架密封分别与驱动轴接触均匀，不仅第一骨架密封、第二骨架密封对驱动轴的径向压紧力均匀，而且油膜厚度稳定均匀、使第一骨架密封、第二骨架密封的磨损也均匀。密封腔内填充有润滑油，润滑油使得密封腔内形成理想稳定的润滑油膜，延长密封寿命。端盖、驱动轴和刀杆均可上下往复和旋转连接，其分配器上下往复运动。通过设置端盖，不仅可减少外界的杂质粉尘和切削液进入前轴承、后轴承和密封腔内，而且减少前轴承、后轴承磨损以及损失。通过设置前轴承和后轴承，可避免了分配器上下往复滑移上产生俯仰摆动；分配器内部安装的第一骨架密封和第二骨架密封也不再周期性倾斜偏心旋转，第一骨架密封和第二骨架密封相对驱动轴仅作旋转运动。本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，相对于现有技术而言具有的优点是：避免分配器上下往复滑移产生俯仰摆动，可减少外界的杂质粉尘、切削液进入分配器内。

附图说明

图1现有的一种发动机缸孔珩磨驱动头剖视图。

图2本发明一种发动机缸孔珩磨驱动头三维结构图。

图3本发明一种发动机缸孔珩磨驱动头分配器的局部剖面图。

图4本发明一种发动机缸孔珩磨驱动头中的骨架密封剖面图。

图号说明

1、驱动轴；2、连接螺母；3、端盖；4、分配器；5、刀杆；6、前轴承；7、后轴承；8、第一骨架密封；9、第二骨架密封；10、电机轴；11、密封面；12、润滑油加注口；13、润滑油管；14、半圆环；15、第一橡胶；16、第二橡胶；17、金属骨架；18、防尘唇；19、主密封唇；20、弹簧圈；21、导向键；22、进气管接头；23、出气管接头；24、堵头。

具体实施方式

下面结合附图的图2至图4对本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置作进一步详细说明。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，包括驱动轴1和从上到下依次套设于所述驱动轴1上的端盖3、分配器4、刀杆5，所述端盖3上部可拆卸式固定连接于电机轴10下端，所述驱动轴1与所述电机轴10可拆卸式固定连接，所述端盖3下部套设于所述分配器4上部，所述驱动轴1上套设有前轴承6和后轴承7，所述前轴承6位于所述分配器4上部和所述驱动轴1之间，所述后轴承7位于所述分配器4下部和所述驱动轴1之间，所述驱动轴1和所述分配器4中部之间由上到下设置有第一骨架密封8和第二骨架密封9，所述分配器4、所述第一骨架密封8、所述第二骨架密封9和所述驱动轴1围设有密封腔，所述密封腔内流量可调式设置有压缩气体和润滑油，所述分配器4上下滑移连接，所述刀杆5套设且旋转连接于所述驱动轴1底部，所述刀杆5与所述珩磨刀头可拆卸式固定连接。这样，驱动轴1从上向下依次连接套设有端盖3、分配器4和刀杆5；电机轴10与驱动轴1连接且驱动轴1位于电机轴10内部，从而将电机轴10旋转传递给驱动轴1；端盖3与电机轴10外侧下部直接连接，为端盖3的连接起到连接作用；端盖3下部套设在分配器4上部，使得端盖3下部外围将分配器4上部包裹在内，不仅可减少外界的杂质粉尘和切削液进入前轴承6、后轴承7和密封腔内，而且减少前轴承6、后轴承7磨损以及损失；分配器4上部和驱动轴1之间设置前轴承6、分配器4下部和驱动轴1之间设置后轴承7，驱动头装置在上下止点往复运动中，避免了分配器4上下往复滑移产生俯仰摆动；分配器4内部安装的第一骨架密封8和第二骨架密封9也不再周期性倾斜偏心旋转，第一骨架密封8和第二骨架密封9相对驱动轴1仅作旋转运动。前轴承6和后轴承7保证第一骨架密封8、第二骨架密封9分别与驱动轴1接触均匀，不仅第一骨架密封8、第二骨架密封9对驱动轴1的径向压紧力均匀，而且油膜厚度稳定均匀、使第一骨架密封8、第二骨架密封9的磨损也均匀。密封腔内填充有润滑油，润滑油使得密封腔内形成理想稳定的润滑油膜，延长密封寿命。端盖3、驱动轴1和刀杆5均可上下往复和旋转连接，其分配器4上下往复运动。通过设置端盖3，不仅可减少外界的杂质粉尘和切削液进入前轴承6、后轴承7和密封腔内，而且减少前轴承6、后轴承7磨损以及损失。通过设置前轴承6和后轴承7，可避免了分配器4上下往复滑移上产生俯仰摆动；分配器4内部安装的第一骨架密封8和第二骨架密封9也不再周期性倾斜偏心旋转，第一骨架密封8和第二骨架密封9相对驱动轴1仅作旋转运动。本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，相对于现有技术而言具有的优点是：避免分配器4上下往复滑移产生俯仰摆动，可减少外界的杂质粉尘、切削液进入分配器4内。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述密封腔包括密封面11，所述密封面11位于密封腔内且环设于所述驱动轴1外壁上，所述密封面11上涂设有三氧化二铬陶瓷涂层。这样，密封面11位于密封腔内，密封面11位于驱动轴1外壁上且呈圆周分布。密封面11上等离子喷涂三氧化二铬陶瓷涂层，三氧化二铬陶瓷涂层硬度高，摩擦系数小，耐磨和抛光性能好，并且化学性能稳定，同时也能适用于540℃以下粒磨损、硬面磨损和颗粒冲蚀、气蚀。通过在密封面11上喷涂三氧化二铬陶瓷涂层，使得密封面11内无磨损v型沟槽。较优选的是，驱动轴1采用20铬锰钛合金钢经渗碳淬火处理，表面形成一层硬化层，硬度达到56～62洛氏硬度；对需要进行热喷涂的密封接触面进行喷砂粗化处理，采用超音速等离子喷涂工艺形成的陶瓷涂层由ni-5％al(质量分数)的粘结层和三氧化二铬陶瓷面层组成，ni-5％al粉末粒度45～130μm，三氧化二铬陶瓷粉末粒度15～50μm，涂层的孔隙率可降低至1.5％，摩擦因素降低至0.338，有效减少骨架密封旋转过程中摩擦力，减少密封面11摩擦发热导致的骨架密封的硬化，延长密封的使用寿命。进一步优选的技术方案为：所述分配器4外侧设置有润滑油加注口12，所述润滑油加注口12与所述密封腔连通，所述润滑油加注口12固定连接有润滑油管13，所述润滑油通过所述润滑油管13和所述润滑油加注口12进入到所述密封腔内。这样，分配器4外侧上设置润滑油加注口12且润滑油加注口12与密封腔连通，润滑油加注口12为润滑油进入到密封腔提供了进入口。其中，润油管与机床自动润滑系统连通，从而为密封腔提供润滑油。润滑油使得密封面11可形成理想稳定的润滑油膜，延长密封寿命。自动润滑系统能周期性自动添加液态润滑油，使润滑油随压缩空气在骨架密封、分配器4和驱动轴1密封面11形成的密封腔体内弥散流动，主密封唇19处于边界润滑状态，降低主密封唇19的唇口磨损；润滑油膜同时对主密封唇19的唇口起密封和冷却作用，减少主密封唇19的唇口与驱动轴1之间长期连续高速、高温滑动接触造成的橡胶高温碳化、烧伤、龟裂。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述驱动轴1上和所述端盖3上部之间卡接连接有两个半圆环14，两个所述半圆环14均与所述驱动轴1上外壁和所述端盖3上部内壁相抵。这样，半圆环14卡接在驱动轴1和端盖3之间，两个半圆环14作为驱动头装置在竖直方向的支撑点。同时，连接螺母2、端盖3和半圆环14的连接结构，使得驱动头装置与电机轴10拆卸安装更为方便省力，在狭小的安装空间中降低人员的劳动强度；安装时，连接螺母2和电机轴10螺纹副承受的拧紧力矩占总拧紧力矩比例提高，使得驱动头装置与电机轴10的连接更可靠和稳定。较优选的是，驱动轴1上开设有环形的环槽，半圆环14卡接在环槽和端盖3上部之间，使得半圆环14卡接在驱动轴1和端盖3上更加稳定和牢固

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述第一骨架密封8和所述第二骨架密封9均包括第一橡胶15、第二橡胶16和金属骨架17，所述第一橡胶15和所述第二橡胶16一体成型，所述金属骨架17固定连接于所述第一橡胶15和所述第二橡胶16内，所述第一橡胶15和所述第二橡胶16、所述金属骨架17横切面形状均呈u型，所述第一橡胶15与所述分配器4相抵，所述第二橡胶16与所述驱动轴1相抵。这样，金属骨架17固定连接于第一橡胶15和第二橡胶16内部，同时，第一橡胶15和第二橡胶16均覆盖金属骨架17。第一橡胶15和第二橡胶16具有弹性，为密封腔提高了密封性能；金属骨架17呈u型，提高了骨架密封的结构刚性。较优选的是，骨架密封上的橡胶采用氟橡胶，邵氏硬度为70，可应用于-40℃～+200℃的环境，承受最大线速度达10m/s，最大压差达1mpa。同时，驱动轴1上开设有安装沟槽，骨架密封安装于安装沟槽和分配器4之间，提高了骨架密封的稳定和牢固性能。进一步优选的技术方案为：所述第二橡胶16一体成型有防尘唇18和主密封唇19，所述防尘唇18和所述主密封唇19均与所述驱动轴1上的所述三氧化二铬陶瓷涂层相抵。这样，防尘唇18用于保护主密封唇19，阻止灰尘和其他细小固体污染物进入破坏主密封唇19下的油膜。骨架密封上的防尘唇18能将主密封唇19与珩磨加工环境的杂质隔离，不仅避免了灰尘及其他细小颗粒进入密封腔对驱动轴1和密封面11产生磨粒磨损，而且避免在驱动轴1密封面11上形成v形沟槽，从而提高驱动轴1和密封面11的使用时间。更进一步的优选方案为：所述主密封唇19上固定连接有弹簧圈20。这样，主密封唇19远离分配器4一端上设置弹簧圈20，其弹簧圈20能获得随动性。当主密封唇19口磨损时，弹簧圈20能在主密封唇19上持续施加一个径向力。弹簧圈20安装时，弹簧圈20施加的总径向力有初始应力和弹性变形形成的弹力两部分组成，随着主密封唇19的磨损，由于初始应力的存在，总的径向力将不改变；同时弹簧的热处理温度高于主密封唇19的工作温度，这样保证了弹簧力将是稳定的，消除了初始弹簧力在使用期间改变的风险。即使主密封唇19口磨损，也能让主密封唇19与驱动轴1的接触面维持在0.1～0.5mm的合理宽度。较优选的是，弹簧圈20由不锈钢材质制成。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述电机轴10和所述端盖3之间设置有连接螺母2，所述连接螺母2上端可拆卸固定连接于所述电机轴10下部，所述连接螺母2下端可拆卸式固定连接于所述端盖3上。这样，连接螺母2起到连接作用，为端盖3提供了安装点，方便端盖3的安装和拆卸；连接螺母2与端盖3可拆卸式固定连接，方便安装和拆卸。较优选的是，螺栓连接不仅方便安装和拆卸，连接螺母2和端盖3通过八颗螺栓固定连接，使得连接螺母2与端盖3连接更加稳定。同时，连接螺母2螺纹连接于电机轴10下部，方便驱动头装置的安装和拆卸。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述电机轴10和所述驱动轴1之间卡接连接有导向键21。这样，导向键21用于在拧紧连接螺母2时，防止驱动轴1跟随转动，避免扭力衰减，即导向键21用于驱动轴1相对电机轴10的周向定位的作用。较优选的是，导向键21用固定螺栓固定在驱动轴1的键槽中，其两个导向键21对称分布。电机轴10上有对称分布的两个导向槽。通过设置键槽和导向槽，使得导向键21卡接的更加稳定和牢固。

本发明的一种发动机缸孔珩磨驱动头装置，请参考图2至图4相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是:所述分配器4外侧固定连接有进气管接头22，所述进气管接头22与所述密封腔连通，所述驱动轴1下部开设有气路，所述气路与所述密封腔连通，所述驱动轴1下部固定连接有至少两个出气管接头23，两个所述出气管接头23与所述气路连通，所述气路底部通过堵头24螺纹连接于所述驱动轴1下部。这样，密封腔和气路连通，气体从进气管接头22、密封腔、气路和出气管接头23形成气体通路。堵头24起到密封的作用，但气路中进入杂质将气路堵塞时，可拆卸下堵头24进行疏通。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。