本發(fā)明涉及一種軸承環(huán)加工設備，尤其涉及一種加工水下弧狀滑動軸承環(huán)的設備。

背景技術：

應急救助開孔設備等水下機械裝置中，常常需要使用軸承裝置來作為回轉運動的支撐。傳統(tǒng)的水下裝置用軸承大多為滾動軸承，其缺陷在于：水下雜質較多，軸承轉動摩擦力大，滾子磨損快，且易出現堵塞現象，同時在水下受水流影響，滾動軸承易出現卡死現象。為克服上述缺陷，已研發(fā)出新型滑動軸承機構代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾動軸承機構。該滑動軸承的軸承環(huán)外壁為向外鼓起的圓弧面，使用時該圓弧面與其它部件的內孔接觸配合，利用海水等液體潤滑，摩擦阻力小，耐腐蝕能力強，并且圓弧面的設計允許主軸相對于套筒有一定的傾斜，從而不僅有助于水中雜質通過軸承各接觸面，避免雜質在各接觸面處出現堵塞，還能避免軸承受水流影響時出現卡死。另一方面，為進一步減少水中雜質對軸承的影響，在圓弧面上開設用于存儲雜質的凹槽，該凹槽與軸承軸線共面，優(yōu)選地，該凹槽的走向與圓弧面一致。

實際應用過程中發(fā)現上述軸承環(huán)在加工時存在以下問題：(1)上述凹槽的加工必須采用五軸加工中心進行銑削，成本高且加工效率低；(2)圓弧面光潔度較高，如果使用磨削加工，則需要使用具有五軸加工能力的磨床，或者是根據圓弧面的形狀尺寸定制異形專用砂輪，成本高。

技術實現要素：

本發(fā)明提出一種加工水下弧狀滑動軸承環(huán)的設備，其所要解決的技術問題是：采用五軸加工中心銑削凹槽和采用五軸磨床磨削圓弧面成本過高的問題。

本發(fā)明技術方案如下：

一種加工水下弧狀滑動軸承環(huán)的設備，包括機架、轉動架以及伸縮桿裝置；所述機架與轉動架相鉸接，所述伸縮桿裝置下端與機架相鉸接、上端與轉動架相鉸接，當伸縮桿裝置的長度變化時，轉動架相對于機架轉動；

所述轉動架上還安裝有可相對于轉動架回轉的回轉筒，被加工軸承環(huán)套裝在回轉筒外壁上；

所述伸縮桿裝置包括用于改變伸縮桿裝置長度的伸縮驅動裝置，所述伸縮驅動裝置還通過聯動裝置與回轉筒相連接以實現伸縮桿裝置長度變化與回轉筒相對于轉動架回轉的聯動；

所述機架上還安裝有可相對于機架回轉的滾刀，所述滾刀的軸線與回轉筒的軸線共面，所述滾刀包括圓柱狀的滾壓體以及若干圓周分布在滾壓體外圓柱面上的切割刃部分，所述切割刃部分與滾刀的軸線相平行；

加工時，伸縮桿裝置伸縮使得被加工軸承環(huán)相對于滾刀轉動，同時回轉筒帶動被加工軸承環(huán)相對于轉動架回轉從而實現了被加工軸承環(huán)與滾刀的同步回轉，滾刀的滾壓面與被加工軸承環(huán)的圓弧面相接觸，實現對圓弧面的滾壓加工；同時，切割刃部分在滾壓過程中在圓弧面上切割出凹槽。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述伸縮桿裝置包括套管、傳動件和電機，所述電機即伸縮驅動裝置，電機尾端與機架相鉸接、輸出軸與傳動件相連接，所述傳動件與套管之間為螺紋連接，所述套管上端與轉動架相鉸接，當電機轉動時，傳動件與套管之間在螺紋連接的約束下驅使伸縮桿裝置的長度發(fā)生變化。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述傳動件與套管之間螺紋連接的結構為：所述套管內孔內壁上具有螺紋軌道，所述傳動件具有與套管內孔相配合的桿部，所述桿部的側面上設有沿螺紋軌道行進的滾輪。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述螺紋軌道為變導程螺紋軌道，即螺紋導程為固定導程部分與正弦波動導程部分的疊加；

以套管內孔的軸線為z軸建立笛卡爾坐標系，螺紋軌道的方程式為：

上式中，r為螺紋軌道的半徑，ωt為自變量，k×ωt為與固定導程部分，a×sin(b×ωt)為正弦波動導程部分，a為正弦波動的振幅，b與正弦波動的頻率成正比。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述傳動件還包括與電機輸出軸同軸連接的齒輪部分，所述齒輪部分與桿部同軸固定連接；

所述聯動裝置包括支架、傳動齒輪、第一萬向節(jié)、花鍵套、花鍵軸、第二萬向節(jié)、第一傘齒輪和第二傘齒輪；

所述支架安裝在電機機體上，所述傳動齒輪與支架轉動連接且與傳動件的齒輪部分相嚙合，所述傳動齒輪通過第一萬向節(jié)與花鍵套相連接，所述花鍵套與花鍵軸相配合，所述第一傘齒輪與轉動架轉動連接，所述花鍵軸通過第二萬向節(jié)與第一傘齒輪相連接以驅動第一傘齒輪相對轉動架回轉，所述第二傘齒輪與回轉筒固定連接，所述第一傘齒輪與第二傘齒輪相嚙合。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述滾刀的切割刃部分由若干三角形的鋸齒首尾連接排列而成，所述鋸齒具有向前和向后的齒刃。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述滾刀通過升降裝置安裝在機架上以實現滾刀與被加工軸承環(huán)之間距離的調節(jié)。

相對于現有技術，本發(fā)明具有以下積極效果：(1)本發(fā)明僅需要電機、滾刀驅動裝置以及升降裝置的驅動裝置三個驅動裝置即可實現圓弧面與凹槽的同步加工，取代了五軸銑削加工設備與五軸磨削設備兩臺高端五軸加工設備，降低了加工設備的成本，同時提高了加工效率；(2)本發(fā)明通過兩個萬向節(jié)與一套花鍵傳動裝置構成的聯動裝置實現了轉動架轉動與回轉筒的同步動作，在轉動架轉動過程中依然能夠實現同步動力的傳輸；(3)轉動架的轉動不僅在滾壓圓弧面的過程中使得滾刀相對于被加工軸承環(huán)沿圓弧軌跡運動、展成圓弧面，而且還為切割凹槽提供了切割動力；(4)螺紋軌道為變導程螺紋軌道，即螺紋導程為固定導程部分與正弦波動導程部分的疊加，從而轉動架的轉動角速度具有正弦波動，該波動能產生沿切割方向上的相對加速度，從而增大瞬時切割力，提高了加工效率，并且螺紋連接的傳動對聯動裝置的傳動沒有任何影響，該波動不會影響被加工軸承環(huán)與滾刀的同步回轉，不會改變凹槽的加工軌跡；(6)滾刀鋸齒具有向前和向后的齒刃，正反向均能切割凹槽。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明滾刀鋸齒部分的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的技術方案：

如圖1，一種加工水下弧狀滑動軸承環(huán)的設備，用于加工軸承環(huán)的外圓弧面和圓弧面上的凹槽；

該設備包括機架1、轉動架5以及伸縮桿裝置；所述機架1與轉動架5相鉸接，所述伸縮桿裝置下端與機架1相鉸接、上端與轉動架5相鉸接，當伸縮桿裝置的長度變化時，轉動架5相對于機架1轉動；

所述轉動架5上還安裝有可相對于轉動架5回轉的回轉筒14，被加工軸承環(huán)15套裝在回轉筒14外壁上；

所述伸縮桿裝置包括用于改變伸縮桿裝置長度的伸縮驅動裝置，所述伸縮驅動裝置還通過聯動裝置與回轉筒14相連接以實現伸縮桿裝置長度變化與回轉筒14相對于轉動架5回轉的聯動；

所述伸縮桿裝置包括套管4、傳動件3和電機2，所述電機2即伸縮驅動裝置，電機2尾端與機架1相鉸接、輸出軸與傳動件3相連接，所述傳動件3與套管4之間為螺紋連接，所述套管4上端與轉動架5相鉸接，當電機2轉動時，傳動件3與套管4之間在螺紋連接的約束下驅使伸縮桿裝置的長度發(fā)生變化。

所述傳動件3與套管4之間螺紋連接的具體結構為：所述套管4內孔內壁上具有螺紋軌道，所述傳動件3具有與套管4內孔相配合的桿部，所述桿部的側面上設有沿螺紋軌道行進、與螺紋軌道相配合的滾輪。

所述螺紋軌道為變導程螺紋軌道，即螺紋導程為固定導程部分與正弦波動導程部分的疊加；

以套管4內孔的軸線為z軸建立笛卡爾坐標系，螺紋軌道的方程式為：

上式中，r為螺紋軌道的半徑，ωt為自變量，k×ωt為與固定導程部分，a×sin(b×ωt)為正弦波動導程部分，a為正弦波動的振幅，優(yōu)選為半徑r的0.02倍，b與正弦波動的頻率成正比，優(yōu)選為5。

所述傳動件3還包括與電機2輸出軸同軸連接的齒輪部分，所述齒輪部分與桿部同軸固定連接；

所述聯動裝置包括支架7、傳動齒輪8、第一萬向節(jié)9、花鍵套10、花鍵軸11、第二萬向節(jié)12、第一傘齒輪6和第二傘齒輪13；

所述支架7安裝在電機2機體上，所述傳動齒輪8與支架7轉動連接且與傳動件3的齒輪部分相嚙合，所述傳動齒輪8通過第一萬向節(jié)9與花鍵套10相連接，所述花鍵套10與花鍵軸11相配合，所述第一傘齒輪6與轉動架5轉動連接，所述花鍵軸11通過第二萬向節(jié)12與第一傘齒輪6相連接以驅動第一傘齒輪6相對轉動架5回轉，所述第二傘齒輪13與回轉筒14固定連接，所述第一傘齒輪6與第二傘齒輪13相嚙合。

所述機架1上還安裝有可相對于機架1回轉的滾刀16，所述滾刀16的軸線與回轉筒14的軸線共面，所述滾刀16包括圓柱狀的滾壓體以及若干圓周分布在滾壓體外圓柱面上的切割刃部分，所述切割刃部分與滾刀16的軸線相平行；

如圖2，所述滾刀16的切割刃部分由若干三角形的鋸齒首尾連接排列而成，所述鋸齒具有向前和向后的齒刃。

如圖1，所述滾刀16通過升降裝置17安裝在機架1上以實現滾刀16與被加工軸承環(huán)15之間距離的調節(jié)。

加工時，電機2往復回轉，伸縮桿裝置伸縮使得被加工軸承環(huán)15相對于滾刀16往復轉動，滾刀16在驅動裝置驅動下自回轉，同時回轉筒14帶動被加工軸承環(huán)15相對于轉動架5回轉從而實現了被加工軸承環(huán)15與滾刀16的同步回轉，滾刀16的滾壓面與被加工軸承環(huán)15的圓弧面相接觸，實現對圓弧面的滾壓加工；同時，切割刃部分在滾壓過程中在圓弧面上切割出凹槽。由于螺紋軌道為變導程螺紋軌道，轉動架5的轉動角速度具有正弦波動，該波動能產生沿切割方向上的相對加速度，從而增大瞬時切割力，提高了加工效率，并且螺紋連接的傳動對聯動裝置的傳動沒有任何影響，該波動不會影響被加工軸承環(huán)15與滾刀16的同步回轉，不會改變凹槽的加工軌跡

機架1與轉動架5相鉸接的鉸接點，優(yōu)選是與被加工軸承環(huán)15圓弧面當前被滾壓部分同心，該鉸接點還可以進行上下調節(jié)，適應不同規(guī)格軸承環(huán)的加工。