专利名称：一种曲轴轴颈修磨装置的制作方法
技术领域：
本实作新型涉及一种为大中型柴没机曲轴轴颈进行现场修整的专用磨削抛光机械加工装置。特别是涉及一种能装设在柴油机机体内部对曲轴轴颈进行修磨的便携式专用磨削抛光机械加工装置。
大中型柴油机目前广泛地用作船舶和陆地电站的动力机。它是一种结构复杂、制造技术要求高、造价也很高的重型动力机械。曲轴是它的主轴，大中型柴油机输出功率大，作为它的主轴，曲轴不仅形状特殊而且工作负荷也是很高的。因而在设计制造中，对曲轴的结构、材料选用、加工制造的精度和施工流程，都采取了各种有效的措施。这使得曲轴的造价高了，但却有了可靠的承载能力和很长的寿命。然而曲轴在柴油机运行中，它的各个与之相铰接的配合零件之间不可避免地相互摩擦。而且这种摩擦是在高压强之下发生的。所以曲轴的各个铰接的轴颈必然会发生磨损。在正常的情况，受到磨损的轴颈需要定期修整。而在不正常的情况下，轴颈会受到极不均匀的磨损，甚至损伤。不正常的情况一般都是突发性的，需要对此形成的轴颈磨损或损伤的修整也是突然产生的、十分紧迫的。
曲颈的各个轴颈在制造中为满足运转中充分达到设计对它所提的要求，确保整台柴油机的可靠运行，各轴颈的精度要求是很高的。轴颈不仅在尺寸精度上应达到IT6级，还必需在几何形状上达到IT6级以上。轴颈还应具有正确的几何位置精度和光整的表面(位置精度应达到II6级以上、表面粗糙度Ra＜0.4um)。对于磨损的轴颈进行修整，目标就是使它恢复到上述水平。
曲颈的形状特殊，在制造过程中是采用高精度的加工机床及附加装置等来保证达到上述各精度要求。如果在修整受磨损的轴颈时希望采用制造中的方法求得精度的恢复，就必须将曲轴自柴油机机体内拆离，并从柴油机装设的场地运到具有相应机床设备的工厂车间。这对于柴油机来说，就提出了一个前提。那就是必需先行拆除曲轴以上所有的零件，无疑这会增加大量的附加的工作。有时当安设柴油机的场地影响拆卸曲轴，还必需拆除有关的其他设备，甚而某些场地的建筑构件。譬如当柴油机是装设在船舶机舱内时就会产生这种情况。
为了避免上述的附加拆卸工作，目前对轴颈的修整是采取在柴油机机体内进行，在不把曲轴拆离柴油机的情况下，现场对轴颈进行修整。而修整工作不是采用制造时所用的机床设备，却是由高等级的钳工工人使用手工具完成修整工作。使用的手工工具主要是手工锉刀和细砂布。加上钳工用的圆柱面模具。
钳工手工修整轴颈的不足之处是显而易见的。归纳起来有以下几点(1)手工修整的精度有限。全面达到各项要求很困难。不可能全面恢复曲轴在制造中的精度水平。
(2)当磨损量大或发生不正常不均匀磨损时，精度更难恢复。特别是几何位置精度的恢复问题。
(3)在不正常的磨损形成局部硬化之后，锉削会极其困难。手工修整会难以进行。
(4)主轴颈受到主轴承座的影响，钳工修整很难进行。
(5)即使钳工修整能顺利量行，修整的工期也相当长。
(6)修整的最终精度完全取决于施工工人的技艺。
本装置的目的是在曲轴不拆离柴油机机体的条件下用一套便携式的机械加工专用设备，取代钳工手工操作在柴油机机体内现场修磨曲轴的各个轴颈。本实用新型主要由磨削头10、旋转支架20、传动机构30三个部分组成。
其中磨削头10主要由风动砂轮磨头及导向滑板14组成。风动砂轮磨头由风动力头11和其下端盖12、其轴下端的砂轮13组成，风动砂轮磨头实现磨削运动，导向滑板14的一端设有丝杆15，丝杆15的一端滑动套装在风动力头11的滑块状下端盖12的一侧，丝杆15的另一端与导向滑板14中的螺纹配合可使风动磨头实现定向移位，风动磨头的完成导向滑板14的另一端上附有的切深调节顶螺钉17和弹性钩18可使导向滑板的这一端作上下调整。定向移位及导向滑板一端的上下调整使风动磨头获得必需的走刀和切深运动；旋转支架20是由前后两端的链轮端板21构成主体，用四根支柱横梁23将链轮端板21联成框架，链轮端板21由六根支撑脚支承在曲柄销不受磨损的部位。支柱横梁21也用以安设磨削头10，磨削头两端由支承座16和调节顶螺钉17和弹性钩18分别安设在两根支柱横梁21上。
传动机构30包括马达和减速机构，它是通过链条拖动旋转支架20的。
本实用新型还可以由磨削头10、固定支架50组成，其中磨削头10主要由风动砂轮磨头及导向滑板14组成。风动砂轮磨头由风动力头11和其下端盖12、其轴下端的砂轮13组成，风动砂轮磨头实现磨削运动，导向滑板14的一端设有丝杆15，丝杆15的一端滑动套装在风动力头11的滑块状下端盖12的一侧，丝杆15的另一端与导向滑板14中的螺纹配合可使风动磨头实现定向移位，风动磨头的完成导向滑板14的另一端上附有的切深调节顶螺钉17和弹性钩18可使导向滑板的这一端作上下调整，定向移位及导向滑板一端的上下调整使风动磨头获得必需的走刀和切深运动；固定支架50上安装有磨削头10，固定支架具有两个固定座架，各由2块端板52及端板底板53构成，在端板52上装有支柱横梁23，用以安装磨削头10，而端板底板53将装在主轴承座的剖分面上，借助主轴承盖的固定螺柱固定在主轴承座上，用以完成用柴油机的盘车机构转动曲轴。
本实用新型的优点是1、整个装置是可拆卸而易于在柴油机机体内组装的。拆卸后的各组成部分的体积和重量均不大，操作人员可随身携带，快速地到达需要修磨的柴油机装置的的现场。
2、修磨后的轴颈在尺寸精度、形状精度、几何位置精度和表面粗糙度等方面，可全面恢复到曲轴新制时的水平，比钳工手工修整提高很多。
3、修磨方式对不正常磨损所致的局部硬化完全能适应。
4、由于是机械代替手工，修磨质量稳定，施工工期大为缩短。
图1是本实用新型整体工作状态的剖示图；图2是图1的左视图；图3是本实用新型磨削头10的示意图；图4是图3的左示图；图5是图3中C-C的剖视图；图6是本实用新型旋转支架20的B-B剖视图；图7是图5中A-A的剖视图；图8是本实用新型磨削头10换装振荡式珩磨抛光器后的示意图；图9是图7的左示图；图10是本实用新型用以修磨曲颈的示意图；4图11是图10的左示图；实施例一一种柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，由磨削头10、旋转支架20、传动机构30组成，磨削头10由风动砂轮磨头及导向滑板14组成。风动砂轮磨头实现磨削运动。导向滑板14提供了风动磨头的完成定向移位的导向滑轨，同时依靠导向滑板14上附有的调整零件使风动磨头获得必需的走刀和切深运动。
旋转支架20由前后两端的链轮端板21构成主体，四根支柱横梁23将链轮端板21联成框架。链轮端板21由六根支撑脚24支承在曲柄销不受磨损的部位。支柱横梁23也同时用以安设磨削头10。
传动机构30包括马达和减速机构。减速机构的外伸轴端装有小链轮。传动机构由临时托架固定在柴油机机身的外侧。通过链条带动旋转支架20。链条传动是绕性传动，故而对传动机构30的安装精度要求不高。对修磨的质量不会产生影响。
磨削头10的工作原理和结构图3、图4表示了磨削头10的结构及其工作原理。
风动砂轮磨头是由风动力头11、其下端盖12、砂轮13组成，风动力头11是一个由压缩空气推动的刮片式风动力头。这种动力头的转速可达4000转/分以上。它的轴向尺寸略大而横向尺寸很小。在本装置将它垂直安装，这能很好地适应曲柄臂之间的狭窄位置。在它的伸出轴端装以盆形砂轮，即可实现磨削。
为了使修磨在稳定状态下进行，并且能实现必要的走刀与切深调节。风动力头11装在导向滑板14之上方可获得满足这些要求的条件。因而风动力头11的下端盖12被制成与导向滑板14相配的滑块形状。砂轮13则装设在轴的末端。
导向滑板14的一端设有丝杆一端滑动套装在风动力头11的滑块状下端盖12的一侧。转动丝杆15，靠丝杆15与导向滑板14中螺纹配合作用，会形成丝杆15的推或拉动作用，带动风动力头11。使砂轮13获得沿“S”方向的走刀动作。
在导向滑板14的两端设有支承零件。在设有丝杆15的一端有一个与旋转支架20相配合的支承座16。它是由上下两半构成。用螺钉与导向滑板14相固定。支承座16的圆孔，将与旋转支架20上的支柱横梁23配合。当拧紧螺钉后，导向滑板14就支承座16联同导向滑板的一端夹紧在旋转支架20的支柱横梁23上。
导向滑板14的另一端设有切深调节顶螺钉17和弹性钩18。转动切深调节顶螺钉17，螺钉的伸出长度会发生变化，从而使导向滑板14的这一端随之升降。导向滑板14以支承座16的圆孔中心为轴产生小角度的转动。同时，砂轮13与曲柄销轴颈表面的距离也随之变化。这就使得砂轮13沿“t”方向获得切深调节。
弹性钩18借助弹簧力使顶螺钉17以足够的力压在旋转支架20的支柱横梁23上。弹簧力是可调的。即通过调整弹性钩上端的螺帽的位置来增减弹簧的预紧程度。
图5、图6表示了旋转支架20的结构。
旋转支架20的主体部分是前后两片链轮端板21。为了能装在曲柄销上，它被制成两半的。由搭接板22把链轮端板21拼接成链轮圈。
链轮端板21以四根支柱横梁23联接成框架。磨削头10则安设在支柱横梁23之上。磨削头10中的支承座16将夹紧在一根支柱横梁横23之上。而顶螺钉17与弹性钩18则压紧在另一根支柱横梁横23之上。当旋转支架20转动时磨削头10随之转动。
每一块链轮端板21上三个支撑脚24支撑在曲柄销上。支撑脚24是由螺钉固紧在链轮端板21之上的，支撑脚24上的固定螺钉孔呈长槽形，以便调整支撑脚24的伸出长度，确保链轮端板21的中心得以调整到与曲柄销原有轴心同轴。
支撑脚24与曲柄销接触的一端镶有由非金属制成的耐磨圆弧板25。为了获得良好的磨削效果，支撑脚应紧压在曲柄销上。这不仅能在无间隙的支承状态下避免振动，还可以获得良好的形状的几何位置精度。表面粗精度也可达到要求。在支撑脚24镶以非金属耐磨圆弧板25就在无间隙支撑状态下，既不损伤曲柄销上的支承表面，也还可在整个修磨过程中维持良好的配合状况。
圆弧板25的圆弧是按曲柄销与曲柄臂联接部的过渡圆弧制成的。曲柄销的过渡圆弧面在曲轴运行中不受磨损，在曲轴制造中与曲柄销轴颈在同一工序中加工而成。它具有新制曲柄销轴颈共同的轴心线。在修磨曲柄销轴颈时，旋转支架20的支撑脚24以过渡圆弧面为支承面，一方向是同时获得轴向和径向的定位支承，同时获得与原有轴心同轴的定位效果。为保证修磨后的轴颈获得良好的几何位置精度取得必需的条件。
旋转支架20的支柱横梁23是根据待修磨曲柄销结构而加工制作的。四根支柱横梁23长度均严格保持一致。而长度则以保证圆弧板25正好与过渡圆弧面接触。支柱横梁23的直径按磨剖头10的支承座16的圆孔直径来确定，以保证磨削头10能稳定地安装在旋转支架20上。
本装置的传动机构30的作用仅是拖动旋转支架20旋转。它的动力机可以是压缩空气推动的风动马达；也可是电动机。传动机构30的减速机构则必须符合所需的减速要求。通过减速机构和它输出轴上的主动链轮必须达到使旋转支架20的转速为1-2转/分。
由于磨削头10受压缩空气输送管的限制，不能随旋转支架20作单一方向的连续旋转。只能反复地在400°，的范围内转动。这就要求传动机构30的动力机和减速机构能快速而简便地变换转动方向。
传动机构30是通过链条拖动旋转支架20的，所以它可安置在柴油机机体之外任何方便的地方。它的安装方法所受的限制很小，因而也无须满足特定的要求。
轴颈的珩磨抛光当使用本装置的磨削头10、旋转支架20及传动机构30将曲柄销轴颈修磨好之后，轴颈可在尺寸精度、几何形状精度、几何位置精度和表面粗精度等各方面基本上恢复到曲轴轴颈新制时的精确水平。此时应拆下磨削头10，在旋转支架20上换装振荡式珩磨抛光器。
图7、图8就是换装振荡式珩磨抛光器的情况。振荡式珩磨抛光器40被安设在固定磨削头10的支柱横梁23上。任何一种在长度上能适应曲柄臂间距的振荡式珩磨抛光器均可使用。
经过珩磨抛光，轴颈即可完全恢复到新制曲轴的各项精度和表面光洁度的水平。
主轴颈的修磨与珩磨抛光图9、图10是主轴颈修磨的情况。所使用的磨削头10与修磨柄销轴颈时是完全相同的。安设磨削头10的支柱横梁23也与旋转支架20上基本相同。
修磨时曲轴由不修磨的主轴颈支承在各自的主轴承上。用柴油机的盘车机构转动曲轴，使曲轴以原有的中心线为轴转动。
磨削头10安设在固定支架之上。固定支架具有两个固定座架。它们各自由两块端板52及端板底板53构成主体。在端板52上装有支柱横梁23，用以安设磨削头10。而端板底板53将装在主轴承座的剖分面上，借助主轴承盖的固定螺柱固定在主轴承座上。
与曲柄销轴颈在磨削进行珩磨抛光方法相似，将磨剖头10自固定支架50上的支柱横梁23拆下，换上振荡式珩磨光器，就可全部完成主轴颈的修磨工程，使之恢复到新制时的精度水平。
实施例二一种柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，其特征在于由磨削头10、固定支架50组成，其中磨削头10主要由风动砂轮磨头及导向滑板14组成。风动砂轮磨头由风动力头11和其下端盖12、其轴下端的砂轮13组成，风动砂轮磨头实现磨削运动，导向滑板14的一端设有丝杆15，丝杆15的一端滑动套装在风动力头11的滑块状下端盖12的一侧，丝杆15的另一端与导向滑板14中的螺纹配合可使风动磨头实现定向移位，风动磨头的完成导向滑板14的另一端上附有的切深调节顶螺钉17和弹性钩18可使导向滑板的这一端作上下调整，定向移位及导向滑板一端的上下调整使风动磨头获得必需的走刀和切深运动；固定支架50上安装有磨削头10，固定支架具有两个固定座架，各由2块端板52及端板底板53构成，在端板52上装有支柱横梁23，用以安装磨削头10，而端板底板53将装在主轴承座的剖分面上，借助主轴承盖的固定螺柱固定在主轴承座上，用以完成用柴油机的盘车机构转动曲轴。
权利要求1.一种柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，其特征在于由磨削头(10)、旋转支架(20)、传动机构(30)组成，其中磨削头(10)主要由风动砂轮磨头及导向滑板(14)组成。风动砂轮磨头由风动力头(11)和其下端盖(12)、其轴下端的砂轮(13)组成，风动砂轮磨头实现磨削运动，导向滑板(14)的一端设有丝杆(15)，丝杆(15)的一端滑动套装在风动力头(11)的滑块状下端盖(12)的一侧，丝杆(15)的另一端与导向滑板(14)中的螺纹配合可使风动磨头实现定向移位，风动磨头的完成导向滑板(14)的另一端上附有的切深调节顶螺钉(17)和弹性钩(18)可使导向滑板的这一端作上下调整，定向移位及导向滑板一端的上下调整使风动磨头获得必需的走刀和切深运动；旋转支架(20)是由前后两端的链轮端板(21)构成主体，用四根支柱横梁(23)将链轮端板(21)联成框架，链轮端板(21)由六根支撑脚支承在曲柄销不受磨损的部位，支柱横梁(21)也用以安设磨削头(10)，磨削头两端由支承座(16)和调节顶螺钉(17)和弹性钩(18)分别安设在两根支柱横梁(21)上；传动机构(30)包括马达和减速机构，它是通过链条拖动旋转支架(20)的。
2.根据权利要求1所述的柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，其特征在于旋转支架(20)上安装磨削头部分(10)的地方，可换装振荡式珩磨抛光器。
3.根据权利要求1所述的柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，其特征在于旋转支架(20)的每个链轮端板是由两片半圆链轮端板(21)拼成，由搭接板(22)把半圆链轮端板(21)拼接成链轮端板，每一块链轮端板(21)由三个支撑脚(24)支撑在曲柄销上，支撑脚(24)是由螺钉固紧在链轮端板(21)之上的，支撑脚(24)上的固定螺钉孔呈长槽形，支撑脚(24)与曲柄销接触的一端镶有由非金属制成的耐磨圆弧板(25)。
4.一种柴油机曲轴轴颈现场修磨装置，其特征在于由磨削头(10)、固定支架(50)组成，其中磨削头(10)主要由风动砂轮磨头及导向滑板(14)组成。风动砂轮磨头由风动力头(11)和其下端盖(12)、其轴下端的砂轮(13)组成，风动砂轮磨头实现磨削运动，导向滑板(14)的一端设有丝杆(15)，丝杆(15)的一端滑动套装在风动力头(11)的滑块状下端盖(12)的一侧，丝杆(15)的另一端与导向滑板(14)中的螺纹配合可使风动磨头实现定向移位，风动磨头的完成导向滑板(14)的另一端上附有的切深调节顶螺钉(17)和弹性钩(18)可使导向滑板的这一端作上下调整，定向移位及导向滑板一端的上下调整使风动磨头获得必需的走刀和切深运动；固定支架(50)上安装有磨削头(10)，固定支架具有两个固定座架，各由2块端板(52)及端板底板(53)构成，在端板(52)上装有支柱横梁(23)，用以安装磨削头(10)，而端板底板(53)将装在主轴承座的剖分面上，借助主轴承盖的固定螺柱固定在主轴承座上，用以完成用柴油机的盘车机构转动曲轴。
专利摘要本实用新型是一种为大中型柴油机曲轴轴颈进行现场修整的专用磨削抛光的机械加工装置,特别用于在柴油机机体内部对曲轴轴颈进行修磨,它主要是由磨削头10、旋转支架20、传动机构30组成,由于修理时,以机械加工方式代替手工加工,并且不需将曲轴自柴油机机体中拆下来,因此节约了时间,减少了工作量,使用非常方便。
文档编号B24B5/42GK2287070SQ97218680
公开日1998年8月5日 申请日期1997年6月19日 优先权日1997年6月19日
发明者周家树 申请人:上海浦东汉华科技工程公司