一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备的制作方法

1.本发明涉及船舶艉管镗孔加工领域，具体涉及一种可以镗刀加工镗孔过程中自动修正工作轨迹的船用镗孔设备。


背景技术：

2.随着科技发展的日新月异，尤其是在全球一体化的今天，船舶建造逐渐向大吨位、深吃水、低刚性的方向发展，因此为避免轴承发生高温而开展的轴系装配工作在船舶建造过程中显得尤为重要。而艉管镗孔是轴系安装的重要步骤，其重要性不言而喻。
3.然而传统的艉管镗孔设备存在如下两个弊端：
4.1.两端支撑式加工设备：该设备两端自带支撑，刀具在镗杆上通过旋转切削加工艉管，水平放置的镗杆受自身重力作用产生下挠，因此加工后的艉管内孔不可避免的产生一定下挠，下挠情况如图1所示。
5.2.三点支撑式加工设备：该设备除两端支撑外，在中间增加一个临时支撑，水平放置的镗孔同样受自身重力作用产生下挠，但因中间设置有支撑，挠度最大值减少，但仍存在一定的挠度，下挠情况如图2所示。
6.艉管直径超过1000mm，长度超过2000mm的大型vlcc，采用两端支撑设备加工后，艉管内孔会出现0.15mm左右的下挠量，采用三点支撑设备加工后艉管内孔会出现0.08mm左右的下挠量。因此无论采用哪种设备，产生的下挠量均将给过盈量仅为 0.01mm～0.03mm的轴承压装带来极大的风险。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提供一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，旨在达到镗刀、镗杆在工作过程可以自动修正工作轨迹，避免产生下挠的目的，其所采用的技术方案是：
8.一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，有设备主体和镗杆，镗杆上方设置有丝杠，镗杆上套接有镗刀，镗刀带有的螺母设置有外螺纹，螺母与丝杠齿啮合，镗杆两端分别通过前端轴承和后端轴承固定在设备主体上，后端轴承的轴承座上方固定有挠度激光接收器，镗刀刀柄与挠度激光接收器相对应位置固定有挠度激光发射器，后端轴承的轴承座下方固定有修正器。挠度激光接收器与挠度激光发射器相配合使用，在镗刀、镗杆工作过程中，挠度激光接收器接收不到挠度激光发射器发出的激光，意味着镗刀偏离了既定轨道，挠度激光接收器接收到挠度激光发射器发出的激光，即镗刀、镗杆工作正常。挠度激光接收器作出判断后，向修正器发送信号。
9.挠度激光发射器与挠度激光接收器配合使用，形成是否产生挠度信号发送给修正器，修正器进行计算处理后，将计算得到的挠度值及修正方向发送给执行机构。修正器接收到偏离既定轨道信号后，对偏离值进行计算，计算公式如下：
[0010][0011]
其中：
[0012]
v：镗杆挠度
[0013]
p：镗刀重量
[0014]
l：前端轴承与后端轴承之间的距离
[0015]
x：镗刀与后端轴承之间的距离
[0016]
e：镗杆弹性模量
[0017]
i：镗杆截面的惯性矩
[0018]
q：镗杆在长度l上的重量
[0019]
修正器计算出偏离值(即下挠值)及偏离方向，将此信号发送给执行机构进行执行。
[0020]
执行机构位于前端轴承内，执行机构是调整顶丝组，调整顶丝组位于前端轴承与镗杆之间，在镗杆的上、下、左、右各设置有一个调整顶丝，每个调整顶丝都带有一个调整电机。执行机构带有接收器，接收修正器发来的信号，通过电机驱动调整顶丝对镗杆进行调整。
[0021]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，镗杆靠近后端轴承一端端部固定有换挡齿轮，换挡齿轮与固定齿轮同轴连接，丝杠端部固定有丝杠齿轮，丝杠齿轮与活动齿轮同轴连接，活动齿轮与换挡齿轮齿啮合。
[0022]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，修正器测得后端轴承与镗刀之间的距离后，带入挠度计算公式中，计算得出挠度值及修正方向发送给执行机构。
[0023]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，镗孔设备靠近后端轴承处设置有进给箱，活动齿轮、固定齿轮、换挡齿轮、丝杠齿轮固定在进给箱内，活动齿轮和丝杠齿轮位于固定齿轮和换挡齿轮上方。
[0024]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，固定齿轮连接有电机。
[0025]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，执行机构带有信号接收器，接收修正器发来的信号。
[0026]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，前端轴承通过前固定架固定在设备主体上。
[0027]
上述一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，更进一步地，后端轴承通过后固定架固定在设备主体上。
[0028]
本发明可以实时监测镗杆轴线水平度，自动调整镗杆高度及方向，避免镗杆因自身重力而导致的下挠，解决了传统设备因镗杆自身重力下挠对艉管内孔加工精度的影响，极大的提高了镗孔设备的加工精度，保证了轴承过盈压装的顺利进行，降低了船舶建造时轴承压装的风险，减少了船舶的建造周期和建造成本。
附图说明
[0029]
图1是镗孔设备两端支撑挠度图；
[0030]
图2是镗孔设备三点支撑挠度图；
[0031]
图3是计算公式的示意图；
[0032]
图4是本发明镗孔设备的结构示意图；
[0033]
图5是执行机构的结构示意图；
[0034]
其中：1-镗杆、2-丝杠、3-镗刀、4-螺母、5-前端轴承、6-后端轴承、7-挠度激光接收器、8-挠度激光发射器、9-修正器、10
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调整顶丝、11-调整电机、12-进给箱。
具体实施方式
[0035]
结合附图对本发明做进一步说明。
[0036]
如图4所示，一种可自动修正轨迹的船用镗孔设备，有设备主体和镗杆，镗杆两端分别通过前端轴承和后端轴承固定在设备主体上，镗杆上套接有镗刀，镗杆上方设置有丝杠，镗刀带有螺母，螺母外表面设置有外螺纹，螺母的外螺纹与丝杠齿啮合。
[0037]
镗杆一端靠近后端轴承处设置有进给箱，进给箱内设置有齿轮机构，齿轮机构带有固定齿轮，固定齿轮固定在进给箱箱体上，固定齿轮与换挡齿轮同轴，换挡齿轮与镗杆端部连接，换挡齿轮与活动齿轮齿啮合，活动齿轮与丝杠齿轮同轴，丝杠齿轮固定在丝杠端部。固定齿轮自转带动换挡齿轮转动(即镗杆转动)，进而带动活动齿轮、丝杠齿轮转动，进而带动丝杠转动。丝杠与螺母齿啮合，丝杠转动带动镗刀沿着镗杆向前工作。
[0038]
后端轴承上方固定有挠度激光接收器，镗刀与挠度激光接收器相对应的位置，设置有挠度激光发射器，挠度激光发射器向挠度激光接收器发射激光，挠度激光接收器没有接收到激光信号时，会向修正器发送没接收到激光的信号，修正器接收到信号后进行计算，并将计算结果发送给执行机构，执行机构对镗杆进行调整。后端轴承通过后固定架固定在设备主体上，前端轴承通过前固定架固定在设备主体上。
[0039]
如图3所示，计算公式为：
[0040][0041]
其中：
[0042]
v：镗杆挠度
[0043]
p：镗刀重量
[0044]
l：前端轴承与后端轴承之间的距离
[0045]
x：镗刀与后端轴承之间的距离
[0046]
e：镗杆弹性模量
[0047]
i：镗杆截面的惯性矩
[0048]
q：镗杆在长度l上的重量
[0049]
如图5所示，执行机构是调整顶丝组，在镗杆与前端轴承之间、镗杆的上下左右均设置有一个调整顶丝，每个调整顶丝带有一个调整电机，执行机构接收到调整信号后，会对不同的调整电机发出指令，调整电机驱动调整顶丝工作。调整顶丝对镗杆做工，给镗杆施加一个力，将镗杆向施加力的方向调整，进而调整镗杆的中轴线水平，保证镗刀恢复到既定轨道上工作。
[0050]
本发明这种可自动修正镗杆轨迹的船用镗孔设备，该设备成功的解决了传统设备因镗杆自身重力下挠对艉管内孔加工精度的影响，极大的提高了镗孔设备的加工精度，保
证了轴承过盈压装的顺利进行，降低了船舶建造时轴承压装的风险，减少了船舶的建造周期和建造成本。