一種通用型多功能打磨機轉臺的設計

戴仕章

摘要：罐體的加工工藝中需要對罐體進行打磨和拋光。本文針對這一加工工藝需求，設計一種通用型打磨機的轉臺，主要用于對罐體的桶體、封頭和焊縫進行打磨、拋光、除銹等工藝步驟。該打磨機轉臺可以針對直徑￠350mm-￠6000mm的罐體封頭進行打磨，適用范圍廣泛，具有良好的通用性。本文將詳述整個通用型打磨機轉臺的結構和功能。

關鍵詞：打磨機轉臺；通用性

中圖分類號：C35文獻標識碼： 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

臥式罐是主要的運送油、氣等非固態原料的容器。一個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、桶體進行打磨和拋光。對于不同用途和容量的罐體，封頭的直徑大小存在差異。目前市場上打磨機的轉臺是針對某一公司的罐體直經大小分段設計的，這種轉臺屬于專用機床，生產單一尺寸的封頭效率高，但是忽視它的通用性。我公司經過幾年的市場調研和用戶反應，經過幾年努力，考慮到用戶產品規格多產量少的特點而設計了該通用型多功能轉臺。這款多功能轉臺能夠適應用于直徑￠350mm-￠6000㎜封頭、桶體的打磨、拋光、除銹等工藝步驟，尺寸符合國家標準[1][2]。

2.轉臺工作原理介紹

2.1 封頭尺寸在￠1250mm-￠6000mm之間

當封頭直徑在￠1250㎜—￠6000㎜時選用大封頭轉臺進行工作，如圖2所示，是大封頭轉臺工作時的三維圖，主要是由大封頭轉臺主要由大封頭支架固定座，大封頭支架，大轉臺工字鋼導軌，大轉盤，蓋板，箱體6部分組成。加工封頭之前，需要根據封頭尺寸大小調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）測量封頭周邊到轉臺上的距離，調整大封頭支架在大轉臺工字鋼導軌上的位置，確保封頭放正在轉臺的回轉軸線上。最后，旋緊大封頭固定座的螺桿使大封頭支架固定在大轉盤工字鋼導軌上。安裝好封頭后，可在控制柜面板上進行相關操作來實現轉臺的啟動，調速，停止等操作。

圖2 大封頭轉臺三維圖

（1.大封頭支架固定座；2.大封頭支架；3.大轉臺工字鋼導軌；4.大轉盤；5蓋板；6箱體）

2.2 封頭尺寸在￠350mm-￠1250mm之間

當封頭直徑在￠350㎜—￠1250㎜之間時選用小封頭轉臺進行工作。為了實現轉臺的通用性優勢，這里只需要將原有大封頭轉臺的少部分零件進行替換即可，轉臺的主體部分不發生任何該改變，工作原理也和大封頭轉臺相類似。如圖3所示，是小封頭轉臺工作時的三維圖。小封頭轉臺運作時，需要將大封頭支架固定座，大封頭支架，大轉臺工字鋼導軌，蓋板拆除；然后將小轉盤，小封頭支架，小封頭支架固定座安裝在大轉臺中心的電機軸上。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 小封頭轉臺三維圖

（1.大轉臺；2.小封頭支架固定座；3.小轉盤；4.小封頭支架；5.小轉臺工字鋼導軌；6箱體）

3.多功能轉臺關鍵結構設計說明

多功能轉臺是一個較為負載的機電一體化系統，通過電機將動力輸出，實現轉臺的運轉。本節將利用solidworks[3]中建模的結構，針對多功能轉臺關鍵結構的設計進行說明。

3.1 封頭固定裝置的設計

多功能轉臺是用來對封頭進行打磨，拋光等工藝步驟的。因此，封頭必須固定在多功能轉臺的旋轉體上實現旋轉，同時轉臺要能安裝多種規格尺寸的封頭以實現通用性好這一設計要求。本文設計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.工字鋼導軌）

該固定裝置通過在工字鋼導軌上滑動來固定不同規格尺寸的封頭。當位置相對調整好之后，可以通過調整螺桿進行微調和緊定，利用固定用螺栓將夾緊板和相對應的封頭支架和封頭支架固定座夾緊在導軌上。

大封頭轉臺和小封頭轉臺的固定裝置原理相同，只是尺寸參數有所變化，這里就不分開敘述了。

3.2 動力傳送裝置的設計

動力傳送裝置是整個多功能轉臺的核心部分。針對不同規格尺寸的封頭，使用不同尺寸的轉臺來進行安裝，避免能源浪費。為此，設計兩臺電機分開驅動，這樣既簡化了結構，又能有效節能。

（a）大轉盤傳動系統示意圖

（1.外六角螺栓、螺母、墊圈；2.回轉支承外圈；3.回轉支承內圈；4.內六角螺栓、墊圈；5.大轉盤；6.電機軸；7.小齒輪）

（b）小轉盤傳動系統示意圖

（1.電機軸；2.聯軸器；3.轉軸；4.軸承壓板；5.定位套；6.小轉盤；7.小轉盤轉軸；8.小轉盤轉軸端片；9.圓螺母）

圖5 多功能轉臺動力傳送裝置

通過圖5（a）可以看出大轉盤轉動的動力傳輸過程是：電機軸輸出動力，帶動小齒輪轉動，小齒輪和回轉支承的內圈（內齒圈）嚙合，使回轉支承的內圈旋轉帶動轉盤旋轉?；剞D支承在這里起到了關鍵作用，回轉支承外圈和箱體連接，支承轉盤；回轉支承內圈和大轉盤固連，通過和小齒輪嚙傳遞動力。

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

4.多功能轉臺通用性用法說明

該轉臺可以針對桶體，封頭的內外壁進行打磨，以打磨桶體外壁作業說明其通用性。加工桶體外壁的時候，是利用支架的外側對桶體進行支撐和夾緊的。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壁。但是桶體的直徑不得小于Φ900mm，高度H≤2400mm.磨頭與桶體內外壁成一定傾斜角.然后小立柱上升.下降帶動磨頭進行磨削，拋光.用砂帶進行磨削.拋光時.工件表面粗糙度可達0.8um.用砂輪磨削.拋光表面粗糙度可達1.6um.一個轉臺用在打磨封頭內外壁同時也可以裝夾打磨桶體內外壁.從而實現一臺多用途.突出了轉臺通用和多用的特點。針對不同結構尺寸的桶體和封頭，需要選用不同的夾緊方式和轉盤。

5.結論

通過前面的對整個通用型多功能打磨機轉臺工作原理和關鍵結構的介紹，可以得出以下結論：

1）該通用型多功能打磨機轉臺可以針對直徑￠350mm-￠6000㎜罐體封頭進行打磨、拋光、除銹等工藝步驟，同時也適用于桶體等類似的回轉類工件的相關操作。較市場上現有的打磨機具有通用性強，適用范圍廣泛的特點

2）本文所設計的通用型多功能打磨機轉臺充分考慮了使用要求和使用效率，對結構做出合理布局。

3）控制系統簡單，只需要針對兩臺電機的啟停和調速進行控制即可，操作簡單，減少了電力故障發生的幾率。

6.參考文獻

[1] 孫恒,陳作模.機械原理[M] 北京:高等教育出版社,2000年

[2] 成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2003年

[3] 陳超祥，葉修梓.SolidWorks零件與裝配體教程[M].機械工業出版社，2011年