CN107900384A - 一种风电主轴车削系统的测力顶针装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工艺装备技术领域，其公开了一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，包括顶针座、回转顶针，所述顶针座的前端内孔按照从顶针座的前端到顶针座的尾端的方向依次设有前端圆锥滚子轴承和推力轴承，所述顶针座的尾端内孔设有尾端径向轴承，所述回转顶针通过所述前端圆锥滚子轴承、推力轴承、尾端径向轴承安装在所述顶针座内，在前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，顶紧压力传感器的信号线通过回转顶针的内孔延伸至顶针座的尾端，顶针座的尾端安装有顶针导电滑环，顶紧压力传感器的信号线连接所述顶针导电滑环，顶针导电滑环连接车床控制系统。本发明的测力顶针装置能够监测顶针装置内部轴承预紧力和顶紧力。
Description
技术领域
本发明涉及工艺装备技术领域，具体涉及一种风电主轴车削系统的测力顶针装置。
背景技术
风电主轴是风力发电机中的连接风轮与齿轮箱或发电机的重要关键零件，主要原材料为钢锭，经过锻压、热处理、精加工等三道主要工序制作后成为主轴，其最终的加工精度要求较高。
对于超长型风电主轴的加工，由于零件较长，必须运用顶针装置辅助顶牢后才能加工。通常的加工方式是将风电主轴的法兰端夹紧在主轴花盘上，另一端用顶针装置辅助顶牢，然后再进行车削加工。
但是，超长型风电主轴在装夹过程中，如果顶针装置的顶紧力控制不当，会影响其加工的精度，导致其加工的圆跳动以及轴身直线度误差的增大，从而最终影响到产品的质量性能。
现有技术中的顶针装置存在以下两个问题：
一是顶针装置的顶紧力通常是通过操作人员人为进行控制，容易造成顶紧力过紧或过松而影响到零件的加工精度。有的机床顶针采用液压顶针来控制顶紧力，但是液压力是施加在机床尾架的液压套筒上，不能精确反应出顶针部的轴向顶紧力状态，导致其实际顶紧力的误差较大。
二是现有的顶针装置在使用一段时间后，内部轴承的预紧状态会发生改变，导致轴承微量松动、回转精度大幅降低，这种轴承的微量松动情况一般不容易被及时发现，往往要等到零件加工完成后，进行零件的加工精度检测且发现精度超差时才会去追溯，因此容易导致零件加工的质量事故的发生，并造成重大经济损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，旨在实时监测顶针装置内部轴承预紧力的状态，并精确控制顶紧力的大小，进而提高加工质量。具体的技术方案如下：
一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，包括顶针座、回转顶针，所述顶针座的前端内孔按照从顶针座的前端到顶针座的尾端的方向依次设有前端圆锥滚子轴承和推力轴承，所述顶针座的尾端内孔设有尾端径向轴承，所述回转顶针通过所述前端圆锥滚子轴承、推力轴承、尾端径向轴承安装在所述顶针座内，在所述前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，所述顶紧压力传感器的信号线通过回转顶针的内孔延伸至顶针座的尾端，所述顶针座的尾端安装有顶针导电滑环，所述顶紧压力传感器的信号线连接所述顶针导电滑环，所述顶针导电滑环连接车床控制系统。
上述测力顶针装置中，在前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，回转顶针的顶紧力通过圆锥滚子轴承直接传递到顶紧压力传感器上，顶紧压力传感器测得的顶紧力通过顶针导电滑环传输到车床控制系统。因此，其能够在回转顶针空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。另一方面，在回转顶针加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了风电主轴顶紧压力的精确控制。
为了防止顶紧力异常，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置还包括顶紧力报警装置，所述顶紧力报警装置的信号线连接车床控制系统。当装夹零件时，出现顶紧力异常情况会由报警装置发出报警，提醒操作人员及时调整顶紧力。
本发明中，所述顶针座的尾端设有用于封闭顶针座内部腔体的密封座，所述顶针导电滑环安装在所述密封座上，所述顶紧压力传感器的信号线穿过密封座上的穿线孔与顶针导电滑环相连接。
本发明中，所述顶针座设有连接车床尾架的外锥体。
本发明中，所述外锥体为莫氏圆锥或1:20公制圆锥。
为了方便调整测力顶针装置内部轴承的预紧状态，所述顶针座的前端设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉。
作为对本发明的进一步改进，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置还包括用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，所述电动顶紧机构包括尾架底座，所述尾架底座内设有用于安装所述顶针座的尾架套筒，所述尾架底座的尾端安装有用于操作所述尾架套筒前后移动的尾架螺杆，所述尾架螺杆与尾架套筒螺纹连接；所述尾架底座上还安装有顶紧用减速电机，所述顶紧用减速电机通过一对相互啮合的圆柱齿轮与尾架螺杆连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机的电机轴上。
上述电动顶紧机构的设置，使得车床控制系统能够根据顶紧压力传感器测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，在前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，回转顶针的顶紧力通过圆锥滚子轴承直接传递到顶紧压力传感器上，顶紧压力传感器测得的顶紧力通过顶针导电滑环传输到车床控制系统。因此，其能够在回转顶针空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。
第二，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，在回转顶针加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了风电主轴顶紧压力的精确控制。
第三，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，设有调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉，方便了轴承预紧状态的调整。
第四，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，如果在零件加工过程中发生车床主轴端装夹松动的情况，测力顶针装置能够检测到顶紧力的急剧下降，提前发出预警，有利于保证设备安全。
第五，本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，设置有用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，使得车床控制系统能够根据顶紧压力传感器测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。
附图说明
图1是本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置的结构示意图；
图2是在图1的测力顶针装置的基础上，增加了的电动顶紧机构结构示意图。
图中：200、车床控制系统；
图中：300、顶针座，301、回转顶针，302、推力轴承，303、前端圆锥滚子轴承，304、尾端径向轴承，305、顶紧压力传感器，306、顶紧压力传感器的信号线，307、回转顶针的内孔，308、顶针座的尾端，309、顶针导电滑环，310、顶紧力报警装置，311、密封座，312、外锥体，313、调整螺钉，314、密封盖，315、顶针座的前端；
图中：500、电动顶紧机构，501、尾架底座，502、尾架套筒，503、尾架螺杆，504、圆柱齿轮，505、顶紧用减速电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示为本发明的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置的实施例，包括顶针座300、回转顶针301，所述顶针座的前端315内孔按照从顶针座的前端315到顶针座的尾端308的方向依次设有前端圆锥滚子轴承303和推力轴承302，所述顶针座的尾端308内孔设有尾端径向轴承304，所述回转顶针301通过所述前端圆锥滚子轴承303、推力轴承302、尾端径向轴承304安装在所述顶针座300内，在所述前端圆锥滚子轴承303与推力轴承302之间设有顶紧压力传感器305，所述顶紧压力传感器的信号线306通过回转顶针的内孔307延伸至顶针座的尾端308，所述顶针座的尾端308安装有顶针导电滑环309，所述顶紧压力传感器的信号线306连接所述顶针导电滑环309，所述顶针导电滑环309连接车床控制系统200。
上述测力顶针装置中，在前端圆锥滚子轴承303与推力轴承302之间设有顶紧压力传感器305，回转顶针301的顶紧力通过圆锥滚子轴承303直接传递到顶紧压力传感器305上，顶紧压力传感器305测得的顶紧力通过顶针导电滑环309传输到车床控制系统200。因此，其能够在回转顶针301空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。另一方面，在回转顶针301加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了风电主轴顶紧压力的精确控制。
为了防止顶紧力异常，本实施例的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置还包括顶紧力报警装置310，所述顶紧力报警装置310的信号线连接车床控制系统200。当装夹零件时，出现顶紧力异常情况会由报警装置发出报警，提醒操作人员及时调整顶紧力。
本实施例中，所述顶针座的尾端308设有用于封闭顶针座300内部腔体的密封座311，所述顶针导电滑环309安装在所述密封座311上，所述顶紧压力传感器的信号线306穿过密封座311上的穿线孔与顶针导电滑环309相连接。
本实施例中，所述顶针座300设有连接车床尾架的外锥体。
本实施例中，所述外锥体为莫氏圆锥或1:20公制圆锥。
为了方便调整测力顶针装置内部轴承的预紧状态，所述顶针座的前端315设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖314，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承303预紧状态的调整螺钉315。
本实施例中，报警装置采用蜂鸣器或声光报警装置。
作为对实施例的进一步改进，本实施例的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置还包括用于操作回转顶针301自动顶紧的电动顶紧机构500，所述电动顶紧机构500包括尾架底座501，所述尾架底座501内设有用于安装所述顶针座300的尾架套筒502，所述尾架底座501的尾端安装有用于操作所述尾架套筒502前后移动的尾架螺杆503，所述尾架螺杆503与尾架套筒502螺纹连接；所述尾架底座501上还安装有顶紧用减速电机505，所述顶紧用减速电机505通过一对相互啮合的圆柱齿轮504与尾架螺杆503连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮504中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆503上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机505的电机轴上。
上述电动顶紧机构的设置，使得车床控制系统200能够根据顶紧压力传感器305测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构500调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，包括顶针座、回转顶针，所述顶针座的前端内孔按照从顶针座的前端到顶针座的尾端的方向依次设有前端圆锥滚子轴承和推力轴承，所述顶针座的尾端内孔设有尾端径向轴承，所述回转顶针通过所述前端圆锥滚子轴承、推力轴承、尾端径向轴承安装在所述顶针座内，在所述前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，所述顶紧压力传感器的信号线通过回转顶针的内孔延伸至顶针座的尾端，所述顶针座的尾端安装有顶针导电滑环，所述顶紧压力传感器的信号线连接所述顶针导电滑环，所述顶针导电滑环连接车床控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，还包括顶紧力报警装置，所述顶紧力报警装置的信号线连接车床控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，所述顶针座的尾端设有用于封闭顶针座内部腔体的密封座，所述顶针导电滑环安装在所述密封座上，所述顶紧压力传感器的信号线穿过密封座上的穿线孔与顶针导电滑环相连接。
4.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，所述顶针座设有连接车床尾架的外锥体。
5.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，所述外锥体为莫氏圆锥或1:20公制圆锥。
6.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，所述顶针座的前端设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉。
7.根据权利要求1所述的一种风电主轴车削系统的测力顶针装置，其特征在于，还包括用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，所述电动顶紧机构包括尾架底座，所述尾架底座内设有用于安装所述顶针座的尾架套筒，所述尾架底座的尾端安装有用于操作所述尾架套筒前后移动的尾架螺杆，所述尾架螺杆与尾架套筒螺纹连接；所述尾架底座上还安装有顶紧用减速电机，所述顶紧用减速电机通过一对相互啮合的圆柱齿轮与尾架螺杆连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机的电机轴上。
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