一种大惯量回转体辅助驱动装置及方法与流程

1.本发明涉及机械加工领域，具体涉及大惯量回转体辅助驱动装置及方法。


背景技术：

2.升船机卷筒是升船机主提升设备的重要零件之一，在主提升机构中用来缠绕钢丝绳。随着现代科学技术的迅速发展及工程实际需要，升船机卷筒筒体直径大，重量超重。筒体重量每件可达到约250吨，直径约7米，长度约11米。
3.筒体的传统加工方式，卧式车床采用卡盘和尾座的一夹一顶装卡方式加工筒体。一端夹，一端顶，当加工大直径且重量重的回转零部件，特别是大直径重量重的壳体类零部件（如直径7米），以卧式车床为例，在加工回转启动和停止过程中，由于零件的回转转动惯量大，车床驱动系统的启动转矩将难以使零件转运起来。面对以上超重超大的筒体，普通卧式车床均无法达到加工要求。
4.现有技术中提出了授权公告号为cn205200924u，公开日为2016年5月4日的中国实用新型专利文献，该专利文献所公开的技术方案如下：该实用新型公布了一种回转体零件焊接辅助装置，包括底座、支撑板和工作平台，支撑板为一对，支撑板下端通过底座支撑于地面，一对支撑板之间通过连杆连接固定，所述的工作平台设置于一对支撑板之间前端位置，工作平台前端面固装有三爪转盘，工作平台后端设有支撑杆，支撑杆活动设置于连杆上，支撑杆后端连接手动摇轮机构，手动摇轮机构采用蜗轮蜗杆结构控制，所述的工作平台背面设有驱动电机驱动。该实用新型克服了现有技术的不足，先将回转体工件安装在三爪转盘，通过旋转手动摇轮使回转体工件转至适合焊接的位置，通过工件的翻转、回转变位，以得到理想的焊接位置和焊接速度,就可以保证最佳焊接效果。
5.上述对比文件通过将回转体工件安装在三爪转盘，通过旋转手动摇轮使回转体工件转至适合焊接的位置，开启操作控制主机箱,旋转主机箱上的调速旋钮，至最佳转速(具体速度在下方的显示屏可看到)，然后开始进行焊接作业，焊接过程中，可用脚踏开关来控制工作平台的工作或停止。通过转速和工件位置的调整，来保证最佳焊接效果，但该实用新型无法适用于超重超大的筒体加工，同时并未克服了启动力矩不足的问题，且用于较大较重物体加工时不够稳定。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提出了一种加工大直径且重量重的回转零部件，特别是大直径重量重的壳体类零部件，如直径7米的壳体类零部件在加工回转启动和停止过程中，由于零件的回转转动惯量大，车床驱动系统的启动转矩将难以使零件转运起来的驱动装置，能解决超重超大筒体的加工。
7.本发明的一种大惯量回转体辅助驱动装置及方法具体技术方案如下：一种大惯量回转体辅助驱动装置，包括底座、活动托架、驱动装置和辅助轮，所述
底座两侧各设置有一个活动托架，底座两侧设置的活动托架通过伸缩件相连接，活动托架中设置驱动装置，活动托架上方设置辅助轮，所述辅助轮外侧设置有摩擦轮圈。
8.进一步的，所述驱动装置为电机和减速器。
9.进一步的，所述电机为力矩电机。
10.进一步的，所述伸缩件为液压缸，液压缸外连接有液压站。
11.进一步的，所述摩擦轮圈为高摩擦系数的尼龙或高耐磨橡胶。
12.进一步的，所述一种大惯量回转体辅助驱动装置的一种大惯量回转体辅助驱动方法，包括以下步骤：s1、将工件置于大惯量回转体辅助驱动装置的上方；s2、回转启动过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度高于工件接触部位的线速度；s3、减速停止过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度低于工件接触部位的线速度。
13.进一步的，工件下方设置的大惯量回转体辅助驱动装置设置有多组。
14.进一步的，s1步骤还包括有通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，同时也通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩的步骤。
15.进一步的，s2步骤具体为回转启动过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度高于工件接触部位的线速度2
‑
5％。
16.进一步的，s3步骤具体为减速停止过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度低于工件接触部位的线速度2
‑
5％。
17.本发明的有益效果包括：1、本发明提供一种大惯量回转体辅助驱动装置，通过底座对大直径且重量重的回转零部件进行支撑，活动托架中设置驱动装置，活动托架上方设置辅助轮，所述辅助轮外侧设置有摩擦轮圈，可通过驱动装置带动辅助轮转动，然后辅助轮外侧设置的摩擦轮圈与加工的回转零部件接触，带动回转零部件回转和减速，同时底座两侧设置的活动托架可通过伸缩件调整，控制活动托架间距，从而调整辅助轮距离，使大惯量回转体辅助驱动装置具有更高的适应性，同时还可以调整辅助驱动的力矩，上述设置拓展了机床的加工能力，实现超重超大的筒体加工，同时该装置具有结构简单、调试维护简便、工作状态平稳的优点。
18.2、本发明中，所述驱动装置为电机和减速器，通过电机作为驱动件更加稳定，同时通过减速器来进行传动和控制辅助轮的转动。
19.3、本发明中，所述电机为力矩电机，具有稳定性好，低速运行平稳的优点，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。
20.4、本发明中，伸缩件为液压缸，液压缸外连接有液压站，可保证多组辅助驱动轮压相同，调整辅助驱动的总力矩。
21.5、本发明中，摩擦轮圈为高摩擦系数的尼龙或高耐磨橡胶，提高传动效率和稳定性，同时提高装置使用时收到的损耗，提高装置的使用寿命。
22.6、本发明提供一种大惯量回转体辅助驱动方法，该方法通过将加工的工件置于大惯量回转体辅助驱动装置上，通过驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度高于工件接触部位的线速度带动工件转动，使其启动或者减速停止，操作简单，具有较高稳
定性。
23.7、本发明提供一种大惯量回转体辅助驱动方法，通过在工件下方设置多组大惯量回转体辅助驱动装置，提高装置的稳定性和安全性能，同时提高工作效率。
24.8、本发明提供一种大惯量回转体辅助驱动方法，通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，提升回转过程的稳定性，方便控制和调整，使同时也通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩，对整个工件的回转进行调控，同时保证工件加工时的安全性，增加装置的稳定性。
25.9、本发明提供一种大惯量回转体辅助驱动方法，回转启动过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度高于工件接触部位的线速度2
‑
5％s3，减速停止过程，驱动装置带动辅助轮转动，使辅助轮的外圆处的线速度低于工件接触部位的线速度2
‑
5％，控制辅助轮的外圆处与工件接触部位的线速度的速度差，使大惯量回转体辅助驱动装置能在高效率的带动工件的前提下，保证工件的顺利回转，使工件的回转更加稳定，使整个操作步骤更加安全，同时减小装置使用时的受磨损程度能有效提高装置的使用寿命。
附图说明
26.下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：图1为本发明装置某一实施例的结构示意图；图2为本发明方法某一实施例的示意图。
27.图中标记：1、工件，2、摩擦轮圈，3、辅助轮，4、活动托架，5、力矩电机和减速机，6、底座，7、液压缸，8、液压站。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.除非另外定义，本发明公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.实施例1作为本发明一较佳实施方式，一种大惯量回转体辅助驱动装置，包括底座6、活动托架4、驱动装置和辅助轮3，所述底座6两侧各设置有一个活动托架4，底座6两侧设置的活动托架4通过伸缩件相连接，活动托架4中设置驱动装置，活动托架4上方设置辅助轮3，所述辅助轮3外侧设置有摩擦轮圈2。
31.上述装置通过底座6对大直径且重量重的回转零部件进行支撑，活动托架4中设置驱动装置，活动托架4上方设置辅助轮3，所述辅助轮3外侧设置有摩擦轮圈2，可通过驱动装置带动辅助轮3转动，然后辅助轮3外侧设置的摩擦轮圈2与加工的回转零部件接触，带动回转零部件回转和减速，同时底座6两侧设置的活动托架4可通过伸缩件调整，控制活动托架4
间距，从而调整辅助轮3距离，使大惯量回转体辅助驱动装置具有更高的适应性，同时还可以调整辅助驱动的力矩，上述设置拓展了机床的加工能力，实现超重超大的筒体加工，同时该装置具有结构简单、调试维护简便、工作状态平稳的优点。
32.实施例2作为本发明另一较佳实施方式，一种大惯量回转体辅助驱动装置，参照说明书附图1，包括底座6、活动托架4、驱动装置和辅助轮3，所述底座6两侧各设置有一个活动托架4，底座6两侧设置的活动托架4通过伸缩件相连接，活动托架4中设置驱动装置，活动托架4上方设置辅助轮3，所述辅助轮3外侧设置有摩擦轮圈2，所述驱动装置为电机和减速器，所述电机为力矩电机，所述伸缩件为液压缸7，液压缸7外连接有液压站8，所述摩擦轮圈2为高耐磨橡胶提高传动效率和稳定性，同时提高装置使用时收到的损耗，提高装置的使用寿命，上述设置支承装置刚度好。
33.上述装置通过底座6对大直径且重量重的回转零部件进行支撑，通过步进电机作为驱动件稳定性好，低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象，同时通过减速器来进行传动和控制辅助轮3的转动带动辅助轮3转动，然后辅助轮3外侧设置的摩擦轮圈2与加工的回转零部件接触，带动回转零部件回转和减速，同时底座6两侧设置的活动托架4可通过液压缸7与液压站8调整，控制活动托架4间距，从而调整辅助轮3距离使大惯量回转体辅助驱动装置具有更高的适应性，同时还可以调整辅助驱动的力矩和保证多组辅助驱动装置使用时轮压相同，使装置方便调节、具有更高的稳定性高，该装置结构简单、调试维护简便、工作状态平稳，支承装置刚度好，适应性强，抗过载能力强，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用，稳定性好，低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象，拓展了机床的加工能力，实现超重超大的筒体加工，实现了速度和力矩的控制，克服了启动力矩不足的问题。
34.实施例3作为本发明又一较佳实施方式，一种大惯量回转体辅助驱动装置，参照说明书附图1，包括底座6、活动托架4、驱动装置和辅助轮3，所述底座6两侧各设置有一个活动托架4，底座6两侧设置的活动托架4通过伸缩件相连接，活动托架4中设置驱动装置，活动托架4上方设置辅助轮3，所述辅助轮3外侧设置有摩擦轮圈2，所述驱动装置为电机和减速器，所述伸缩件为气缸，所述摩擦轮圈2为高摩擦系数的尼龙。
35.上述装置通过底座6对大直径且重量重的回转零部件进行支撑，通过电机作为驱动件稳定性较好，同时通过减速器来进行传动和控制辅助轮3的转动带动辅助轮3转动，然后辅助轮3外侧设置的摩擦轮圈2与加工的回转零部件接触，带动回转零部件回转和减速，同时底座6两侧设置的活动托架4可通过气缸调整，控制活动托架4间距，从而调整辅助轮3距离使大惯量回转体辅助驱动装置具有更高的适应性，同时还可以调整辅助驱动的力矩，降低装置成本、方便调节、具有较高的稳定性高，该装置结构简单、调试维护简便、工作状态平稳，支承装置刚度好，适应性强，稳定性较好，拓展了机床的加工能力，实现超重超大的筒体加工，实现了速度和力矩的控制，克服了启动力矩不足的问题。
36.实施例4作为本发明一较佳实施方式，参照说明书附图2，适用于上述实施例1
‑
3，一种大惯量回转体辅助驱动方法，包括以下步骤：
s1、将工件1置于大惯量回转体辅助驱动装置的上方；s2、回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度；s3、减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度。
37.该方法通过将加工的工件1置于大惯量回转体辅助驱动装置上，通过驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度带动工件1转动，使其启动或者减速停止，操作简单，具有较高稳定性。
38.实施例5作为本发明又一较佳实施方式，适用于上述实施例2，一种大惯量回转体辅助驱动方法，包括以下步骤：s1、将工件1置于多组大惯量回转体辅助驱动装置的上方，通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩；s2、回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度；s3、减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度。
39.该方法通过将加工的工件1置于大惯量回转体辅助驱动装置上，通过驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度带动工件1转动，使其启动或者减速停止，操作简单，具有较高稳定性，通过在工件1下方设置多组大惯量回转体辅助驱动装置，提高装置的稳定性和安全性能，同时提高工作效率，通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，提升回转过程的稳定性，方便控制和调整，使同时也通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩，对整个工件1的回转进行调控，提高装置的适用性和加工工件1时的安全性和稳定性。
40.实施例6作为本发明又一较佳实施方式，适用于上述实施例1
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3，一种大惯量回转体辅助驱动方法，包括以下步骤：s1、将工件1置于多组大惯量回转体辅助驱动装置的上方，通过调整辅助驱动轮数量和伸缩件调整辅助驱动的总力矩；s2、回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度2
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5％。
41.s3、减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度2
‑
5％。
42.该方法通过将加工的工件1置于大惯量回转体辅助驱动装置上，通过驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度带动工件1转动，使其启动或者减速停止，操作简单，具有较高稳定性，通过在工件1下方设置多组大惯量回转体辅助驱动装置，提高装置的稳定性和安全性能，同时提高工作效率，使同时也通过调整辅助驱动轮数量和伸缩件辅助驱动的总力矩，控制活动托架4间距，使装置与工件1更加契合，提高装置的安全性能，回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆
处的线速度高于工件1接触部位的线速度2
‑
5％s3，减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度2
‑
5％，控制辅助轮3的外圆处与工件1接触部位的线速度的速度差，使大惯量回转体辅助驱动装置能在高效率的带动工件1的前提下，保证工件1的顺利回转，使工件1的回转更加稳定，使整个操作步骤更加安全，同时减小装置使用时的受磨损程度能有效提高装置的使用寿命。
43.实施例7作为本发明又一较佳实施方式，一种大惯量回转体辅助驱动方法，包括以下步骤：s1、将工件1置于多组大惯量回转体辅助驱动装置的上方，通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩；s2、回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度2
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5％。
44.s3、减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度2
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5％。
45.该方法通过将加工的工件1置于大惯量回转体辅助驱动装置上，通过驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度带动工件1转动，使其启动或者减速停止，操作简单，具有较高稳定性，通过在工件1下方设置多组大惯量回转体辅助驱动装置，提高装置的稳定性和安全性能，同时提高工作效率，通过液压系统保证多组辅助驱动轮压相同，提升回转过程的稳定性，方便控制和调整，使同时也通过调整辅助驱动轮数量和液压系统压力调整辅助驱动的总力矩，对整个工件1的回转进行调控，提高装置的适用性和加工工件1时的安全性和稳定性，回转启动过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度高于工件1接触部位的线速度2
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5％s3，减速停止过程，驱动装置带动辅助轮3转动，使辅助轮3的外圆处的线速度低于工件1接触部位的线速度2
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5％，控制辅助轮3的外圆处与工件1接触部位的线速度的速度差，使大惯量回转体辅助驱动装置能在高效率的带动工件1的前提下，保证工件1的顺利回转，使工件1的回转更加稳定，使整个操作步骤更加安全，同时减小装置使用时的受磨损程度能有效提高装置的使用寿命。
46.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。