戴仕章

摘要：罐體的加工工藝中需要對(duì)罐體進(jìn)行打磨和拋光。本文針對(duì)這一加工工藝需求，設(shè)計(jì)一種通用型打磨機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)，主要用于對(duì)罐體的桶體、封頭和焊縫進(jìn)行打磨、拋光、除銹等工藝步驟。該打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)可以針對(duì)直徑￠350mm-￠6000mm的罐體封頭進(jìn)行打磨，適用范圍廣泛，具有良好的通用性。本文將詳述整個(gè)通用型打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)和功能。

關(guān)鍵詞：打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)；通用性

中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

Abstract: The processing technology of tank container need to grind and polish.In this paper, for the process requirements of tank container, we will design a kind of universal turntable for the grinding machine. It mainly used in the processing step such as grinding, polishing and rust cleaning for the tube body and shell cover of tank container. The turntable of grinding machine can grind and polish the shell cover with a diameter of 350 mm to 6000 mm. It has wide range of application and favorable commonality. This paper will introduce the structure and functions of

the whole turntable.

Key words: turntable for the grinding machine;universal

1.引言

臥式罐是主要的運(yùn)送油、氣等非固態(tài)原料的容器。一個(gè)完整的罐體主要是由桶體和封頭組成，在罐體的加工工藝中需要將封頭、桶體進(jìn)行打磨和拋光。對(duì)于不同用途和容量的罐體，封頭的直徑大小存在差異。目前市場(chǎng)上打磨機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)是針對(duì)某一公司的罐體直經(jīng)大小分段設(shè)計(jì)的，這種轉(zhuǎn)臺(tái)屬于專用機(jī)床，生產(chǎn)單一尺寸的封頭效率高，但是忽視它的通用性。我公司經(jīng)過(guò)幾年的市場(chǎng)調(diào)研和用戶反應(yīng)，經(jīng)過(guò)幾年努力，考慮到用戶產(chǎn)品規(guī)格多產(chǎn)量少的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)了該通用型多功能轉(zhuǎn)臺(tái)。這款多功能轉(zhuǎn)臺(tái)能夠適應(yīng)用于直徑￠350mm-￠6000㎜封頭、桶體的打磨、拋光、除銹等工藝步驟，尺寸符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1][2]。

2.轉(zhuǎn)臺(tái)工作原理介紹

2.1 封頭尺寸在￠1250mm-￠6000mm之間

當(dāng)封頭直徑在￠1250㎜—￠6000㎜時(shí)選用大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行工作，如圖2所示，是大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)工作時(shí)的三維圖，主要是由大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)主要由大封頭支架固定座，大封頭支架，大轉(zhuǎn)臺(tái)工字鋼導(dǎo)軌，大轉(zhuǎn)盤，蓋板，箱體6部分組成。加工封頭之前，需要根據(jù)封頭尺寸大小調(diào)整大封頭支架的位置，然后將封頭安放在大封頭支架上，用卷尺（0—3M）測(cè)量封頭周邊到轉(zhuǎn)臺(tái)上的距離，調(diào)整大封頭支架在大轉(zhuǎn)臺(tái)工字鋼導(dǎo)軌上的位置，確保封頭放正在轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸線上。最后，旋緊大封頭固定座的螺桿使大封頭支架固定在大轉(zhuǎn)盤工字鋼導(dǎo)軌上。安裝好封頭后，可在控制柜面板上進(jìn)行相關(guān)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的啟動(dòng)，調(diào)速，停止等操作。

圖2 大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)三維圖

（1.大封頭支架固定座；2.大封頭支架；3.大轉(zhuǎn)臺(tái)工字鋼導(dǎo)軌；4.大轉(zhuǎn)盤；5蓋板；6箱體）

2.2 封頭尺寸在￠350mm-￠1250mm之間

當(dāng)封頭直徑在￠350㎜—￠1250㎜之間時(shí)選用小封頭轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行工作。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的通用性優(yōu)勢(shì)，這里只需要將原有大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)的少部分零件進(jìn)行替換即可，轉(zhuǎn)臺(tái)的主體部分不發(fā)生任何該改變，工作原理也和大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)相類似。如圖3所示，是小封頭轉(zhuǎn)臺(tái)工作時(shí)的三維圖。小封頭轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)作時(shí)，需要將大封頭支架固定座，大封頭支架，大轉(zhuǎn)臺(tái)工字鋼導(dǎo)軌，蓋板拆除；然后將小轉(zhuǎn)盤，小封頭支架，小封頭支架固定座安裝在大轉(zhuǎn)臺(tái)中心的電機(jī)軸上。小封頭的安裝和大封頭的安裝方法類似，這里就不在贅述。

圖3 小封頭轉(zhuǎn)臺(tái)三維圖

（1.大轉(zhuǎn)臺(tái)；2.小封頭支架固定座；3.小轉(zhuǎn)盤；4.小封頭支架；5.小轉(zhuǎn)臺(tái)工字鋼導(dǎo)軌；6箱體）

3.多功能轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

多功能轉(zhuǎn)臺(tái)是一個(gè)較為負(fù)載的機(jī)電一體化系統(tǒng)，通過(guò)電機(jī)將動(dòng)力輸出，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)。本節(jié)將利用solidworks[3]中建模的結(jié)構(gòu)，針對(duì)多功能轉(zhuǎn)臺(tái)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。

3.1 封頭固定裝置的設(shè)計(jì)

多功能轉(zhuǎn)臺(tái)是用來(lái)對(duì)封頭進(jìn)行打磨，拋光等工藝步驟的。因此，封頭必須固定在多功能轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)體上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)要能安裝多種規(guī)格尺寸的封頭以實(shí)現(xiàn)通用性好這一設(shè)計(jì)要求。本文設(shè)計(jì)的封頭固定裝置如圖4所示。

圖4 封頭固定裝置三維圖

（1.封頭支架固定座；2.調(diào)整螺桿；3.封頭支架；4.橡膠墊；5.固定用螺栓；6.封頭支架夾緊板；7封頭支架固定座夾緊板；8.工字鋼導(dǎo)軌）

該固定裝置通過(guò)在工字鋼導(dǎo)軌上滑動(dòng)來(lái)固定不同規(guī)格尺寸的封頭。當(dāng)位置相對(duì)調(diào)整好之后，可以通過(guò)調(diào)整螺桿進(jìn)行微調(diào)和緊定，利用固定用螺栓將夾緊板和相對(duì)應(yīng)的封頭支架和封頭支架固定座夾緊在導(dǎo)軌上。

大封頭轉(zhuǎn)臺(tái)和小封頭轉(zhuǎn)臺(tái)的固定裝置原理相同，只是尺寸參數(shù)有所變化，這里就不分開(kāi)敘述了。

3.2 動(dòng)力傳送裝置的設(shè)計(jì)

動(dòng)力傳送裝置是整個(gè)多功能轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部分。針對(duì)不同規(guī)格尺寸的封頭，使用不同尺寸的轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)進(jìn)行安裝，避免能源浪費(fèi)。為此，設(shè)計(jì)兩臺(tái)電機(jī)分開(kāi)驅(qū)動(dòng)，這樣既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，又能有效節(jié)能。

（a）大轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖

（1.外六角螺栓、螺母、墊圈；2.回轉(zhuǎn)支承外圈；3.回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈；4.內(nèi)六角螺栓、墊圈；5.大轉(zhuǎn)盤；6.電機(jī)軸；7.小齒輪）

（b）小轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖

（1.電機(jī)軸；2.聯(lián)軸器；3.轉(zhuǎn)軸；4.軸承壓板；5.定位套；6.小轉(zhuǎn)盤；7.小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸；8.小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸端片；9.圓螺母）

圖5 多功能轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)力傳送裝置

通過(guò)圖5（a）可以看出大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力傳輸過(guò)程是：電機(jī)軸輸出動(dòng)力，帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪和回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈（內(nèi)齒圈）嚙合，使回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)支承在這里起到了關(guān)鍵作用，回轉(zhuǎn)支承外圈和箱體連接，支承轉(zhuǎn)盤；回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈和大轉(zhuǎn)盤固連，通過(guò)和小齒輪嚙傳遞動(dòng)力。

如圖5（b）所示，是小轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。小轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)需要的力矩小，不需要采用行星輪系來(lái)減速增大力矩，而是采用電機(jī)軸直接輸出動(dòng)力的方式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)軸通過(guò)聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)軸相連，定位套把轉(zhuǎn)軸限定在轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)軸線上，并起到支承轉(zhuǎn)盤的作用。小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸是固定在轉(zhuǎn)軸上的，小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸端片將小轉(zhuǎn)盤固定在小轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)軸上。這樣的連接方式，確保了小轉(zhuǎn)盤和電機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)。

4.多功能轉(zhuǎn)臺(tái)通用性用法說(shuō)明

該轉(zhuǎn)臺(tái)可以針對(duì)桶體，封頭的內(nèi)外壁進(jìn)行打磨，以打磨桶體外壁作業(yè)說(shuō)明其通用性。加工桶體外壁的時(shí)候，是利用支架的外側(cè)對(duì)桶體進(jìn)行支撐和夾緊的。由于磨頭受到小立柱升降高度限制桶體高度H≤2400mm.同樣的方法可以加工桶體的內(nèi)壁。但是桶體的直徑不得小于Φ900mm，高度H≤2400mm.磨頭與桶體內(nèi)外壁成一定傾斜角.然后小立柱上升.下降帶動(dòng)磨頭進(jìn)行磨削，拋光.用砂帶進(jìn)行磨削.拋光時(shí).工件表面粗糙度可達(dá)0.8um.用砂輪磨削.拋光表面粗糙度可達(dá)1.6um.一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)用在打磨封頭內(nèi)外壁同時(shí)也可以裝夾打磨桶體內(nèi)外壁.從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)多用途.突出了轉(zhuǎn)臺(tái)通用和多用的特點(diǎn)。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的桶體和封頭，需要選用不同的夾緊方式和轉(zhuǎn)盤。

5.結(jié)論

通過(guò)前面的對(duì)整個(gè)通用型多功能打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)工作原理和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的介紹，可以得出以下結(jié)論：

1）該通用型多功能打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)可以針對(duì)直徑￠350mm-￠6000㎜罐體封頭進(jìn)行打磨、拋光、除銹等工藝步驟，同時(shí)也適用于桶體等類似的回轉(zhuǎn)類工件的相關(guān)操作。較市場(chǎng)上現(xiàn)有的打磨機(jī)具有通用性強(qiáng)，適用范圍廣泛的特點(diǎn)

2）本文所設(shè)計(jì)的通用型多功能打磨機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)充分考慮了使用要求和使用效率，對(duì)結(jié)構(gòu)做出合理布局。

3）控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只需要針對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的啟停和調(diào)速進(jìn)行控制即可，操作簡(jiǎn)單，減少了電力故障發(fā)生的幾率。

6.參考文獻(xiàn)

[1] 孫恒,陳作模.機(jī)械原理[M] 北京:高等教育出版社,2000年

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003年

[3] 陳超祥，葉修梓.SolidWorks零件與裝配體教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011年