本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具體是涉及一種定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及應(yīng)用的裝置，屬于重工機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的大型設(shè)備，如堆取料機(jī)中的斗輪式堆取料機(jī)如能克服現(xiàn)有設(shè)備(橋式堆取料機(jī))的無法跨越料場進(jìn)行工作這一缺點(diǎn)，則必須增加其回轉(zhuǎn)和升降的功能，換言之，需要如下功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)：

(1)自身垂直升降或水平運(yùn)動；

(2)自身回轉(zhuǎn)運(yùn)動；

(3)作為承載完成裝配工件或其他設(shè)備的共同回轉(zhuǎn)和垂直升降或水平運(yùn)動；

(4)軸向承載；

(5)水平安裝時(shí)，可同時(shí)承受徑向力和垂軸方向的極大扭矩，承載力超強(qiáng)；

(6)各運(yùn)動方向運(yùn)動成滾動副。

因此，針對大型重工設(shè)備用的可同時(shí)滿足平動或升降和定心回轉(zhuǎn)、且其相應(yīng)的裝置或結(jié)構(gòu)目前仍屬空白，屬本技術(shù)領(lǐng)域的核心技術(shù)難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，發(fā)明人基于多年研究首創(chuàng)提出本發(fā)明產(chǎn)品，具體來說，本發(fā)明公開了一種定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)定心回轉(zhuǎn)、平動或升降運(yùn)動，且可對定心部分承重限位起軸承作用。

上述發(fā)明目的可通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括同圓心套接的定心環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)，定心環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)間設(shè)有第一滾動組件，定心環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)和第一滾動組件中心線同軸設(shè)置，旋轉(zhuǎn)環(huán)在第一滾動組件導(dǎo)向下以旋轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)徑為軌道繞定心環(huán)旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，第一滾動組件由多個(gè)第一滾動件組成，第一滾動件包括第一滾輪、第一支座和第一軸支座，第一滾輪經(jīng)第一支座固定連接定心環(huán)的外表面，第一滾輪與旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)表面部分相切。

更優(yōu)選地，第一滾輪與第一支座間經(jīng)第一軸支座連接。

優(yōu)選地，定心環(huán)由第一定心環(huán)、第二定心環(huán)和定心環(huán)連接架組成，第一和第二定心環(huán)對稱設(shè)置且經(jīng)定心環(huán)連接架連接成一體。

更優(yōu)選地，第一和第二定心環(huán)外表面均設(shè)有多個(gè)第一滾動件，以保證旋轉(zhuǎn)環(huán)的回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)環(huán)分為與第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)。

更優(yōu)選地，第一定心環(huán)與第一旋轉(zhuǎn)環(huán)同圓心套接，第二定心環(huán)與第二旋轉(zhuǎn)同圓心套接，每個(gè)環(huán)體的內(nèi)表面與第一滾輪部分相切成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。

優(yōu)選地，第一和第二定心環(huán)的內(nèi)表面和或環(huán)體端面設(shè)有第二滾動組件，用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時(shí)經(jīng)第二滾動組件導(dǎo)向下沿回轉(zhuǎn)方向垂直運(yùn)動。

更優(yōu)選地，第二滾動組件由多個(gè)第二滾動件組成，第二滾動件由第二滾輪、第二軸支座、第二支座組成。作為一種較佳的實(shí)施方式，第一和第二定心環(huán)不與定心環(huán)連接架連接的兩端部加設(shè)多個(gè)第二滾動件，以保證整個(gè)定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)的平穩(wěn)性。

優(yōu)選地，還包括一第三滾動組件，用于旋轉(zhuǎn)環(huán)的軸向限位，第三滾動組件由多個(gè)第三滾動件組成，第三滾動件包括第三滾輪對、軸支座對和第三支座，第三滾輪對分別經(jīng)軸支座對獨(dú)立連接第三支座，第三支座分別獨(dú)立的固定連接第一和第二定心環(huán)的環(huán)體外表面，第三滾輪對夾設(shè)旋轉(zhuǎn)環(huán)的第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)體兩端。

更優(yōu)選地，第三滾輪為錐形輪；較佳地，錐形輪較小處近定心環(huán)。

作為一種較佳的實(shí)施方式，旋轉(zhuǎn)環(huán)夾設(shè)該錐形夾輪對之間，換言之，第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)的兩個(gè)端面分別為第三滾輪對的軌道，每一第三滾動件的滾動圓之間隔距離與其相配合旋轉(zhuǎn)環(huán)體導(dǎo)軌厚度方向形成滾動副，從而從而使得該定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動時(shí)可同時(shí)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

作為一種更佳的實(shí)施方式，錐形輪的錐度錐形輪的錐度由回轉(zhuǎn)速度選定，優(yōu)選錐形輪速度角母線交匯于所述定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)所成角度；以保證第三滾動組件的滾動圓為等線速錐形，可實(shí)現(xiàn)該定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動時(shí)大小端速度角恒等以保證回轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和承重剛度。

作為一種較佳的實(shí)施方式，為保證運(yùn)動的穩(wěn)定性，第一、第二、第三滾動組件的中心線同軸設(shè)置，且多個(gè)滾動件均沿圓周均勻布置，優(yōu)選交錯均布。

本發(fā)明的另一目的是，通過將上述任一結(jié)構(gòu)的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配成一定心回轉(zhuǎn)裝置，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，具體技術(shù)方案如下述：

定心回轉(zhuǎn)裝置，包括上述任一所述的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和一芯軸，定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與中軸同圓心(中心線同軸設(shè)置)套裝，定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿芯軸的中心線平行移動；換言之，當(dāng)芯軸水平地面設(shè)置時(shí)，定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可沿水平方向平動；當(dāng)芯軸垂直地面設(shè)置時(shí)，定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可垂直升降。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及裝置具有以下優(yōu)勢：

1)本發(fā)明通過同時(shí)裝配有第一和第二滾動組件機(jī)件同時(shí)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動的需求。

2)本發(fā)明通過采用各自獨(dú)立的運(yùn)動副組合實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動，使得各部件結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、并且維護(hù)方便。

3)本發(fā)明通過在環(huán)體上布置由多個(gè)第一、第二和第三滾動件組成的滾動副，在實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)垂直、回轉(zhuǎn)定向運(yùn)動功能需求同時(shí)，還滿足在裝配后的大型設(shè)備在現(xiàn)場的各個(gè)工位下，均能承受由作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的三維空間的載荷。

4)本發(fā)明通過采用第二滾動組件，使得配合芯軸以后的直線導(dǎo)軌要求精度降低，易于制作、便于維護(hù)。

5)本發(fā)明通過將定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在有直線運(yùn)動功能的機(jī)件上，帶動第三滾動組件并通過該件使運(yùn)動部件本體自由度得到約束，亦即實(shí)現(xiàn)在任意位置定直線運(yùn)動和定圓心回轉(zhuǎn)同時(shí)完成。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)裝置的裝配剖面圖；

圖2為本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的俯視圖；

圖3為本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的局部放大圖；

圖4為本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明提供的定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明，但不應(yīng)視為對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明提供了一種定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，分為同圓心套接的定心環(huán)10和旋轉(zhuǎn)環(huán)20，定心環(huán)10與旋轉(zhuǎn)環(huán)20間設(shè)有第一滾動組件30，第一滾動組件30的中心線與定心環(huán)10和旋轉(zhuǎn)環(huán)20圓心同軸設(shè)置，并通過第一滾動組件30對旋轉(zhuǎn)環(huán)20徑向定位并承載，第一滾動組件30由多個(gè)第一滾動件31組成，第一滾動件31包括第一滾輪311、第一支座312和第一軸支座313，第一滾輪311經(jīng)第一支座312固定連接定心環(huán)10的外表面，第一滾輪311與旋轉(zhuǎn)環(huán)20的內(nèi)表面部分相切，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)環(huán)20在第一滾動組件30導(dǎo)向下以旋轉(zhuǎn)環(huán)20內(nèi)徑為軌道繞定心環(huán)10旋轉(zhuǎn)，完成定心回轉(zhuǎn)運(yùn)動。作為本實(shí)施例的一種較佳的方案，第一滾輪311與第一支座312間經(jīng)第一軸支座313連接，換言之，滾動(運(yùn)動)載體布置在第一滾輪內(nèi)。

為了保證整個(gè)定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)的穩(wěn)定性及承載的合理性，作為本發(fā)明的一種較佳的實(shí)施方式，定心環(huán)10分別由第一定心環(huán)11(上環(huán)A)、第二定心環(huán)12(下環(huán)B)和定心環(huán)連接架13組成，第一和第二定心環(huán)對稱設(shè)置且經(jīng)定心環(huán)連接架13連接成一體，換言之，第一和第二定心環(huán)分別固定連接定心環(huán)連接架13的兩端；第一和第二定心環(huán)外表面均設(shè)有多個(gè)第一滾動件31，以保證旋轉(zhuǎn)環(huán)的回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)環(huán)20也分為與第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)，第一定心環(huán)11與第一旋轉(zhuǎn)環(huán)21同圓心套接，第二定心環(huán)12與第二旋轉(zhuǎn)環(huán)22同圓心套接，每個(gè)環(huán)體的內(nèi)表面與第一滾輪311部分相切成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。

此外，第一和第二定心環(huán)的內(nèi)表面設(shè)有第二滾動組件40，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時(shí)經(jīng)第二滾動組件40導(dǎo)向下沿回轉(zhuǎn)方向垂直運(yùn)動，即第一滾動組件30中心線方向垂直運(yùn)動；第二滾動組件40由多個(gè)第二滾動件41組成，第二滾動件41由第二滾輪411、第二軸支座412、第二支座413組成；同樣地，滾動(運(yùn)動)載體布置在第二滾輪內(nèi)。作為一種較佳的實(shí)施方式，第一和第二定心環(huán)不與定心環(huán)連接架13連接的兩端部加設(shè)多個(gè)第二滾動件41，以保證整個(gè)定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)的平穩(wěn)性；也可根據(jù)承重或移動的剛度需要加設(shè)第二滾動件41，以保證運(yùn)動的穩(wěn)定性為準(zhǔn)，不應(yīng)視為第二滾動件41的具體位置唯一性。

值得一提的是，為消除旋轉(zhuǎn)方向上的徑向偏移，以及旋轉(zhuǎn)環(huán)20隨定心環(huán)10一同運(yùn)動時(shí)的線速度差異而產(chǎn)生的軸向位移，換言之，為實(shí)施本定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可隨同有回轉(zhuǎn)及軸向運(yùn)動的功能執(zhí)行部件同步軸向運(yùn)動的要求，發(fā)明人在上述基礎(chǔ)上加設(shè)第三滾動組件50，用于旋轉(zhuǎn)環(huán)20的軸向限位，第三滾動組件50由多個(gè)第三滾動件51組成，圖5為第三滾動件的局部放大圖，如圖5所示，第三滾動組件50包括多個(gè)第三滾動件51，第三滾動件51包括第三滾輪對511、軸支座對512和第三支座513，第三滾輪對511分別經(jīng)軸支座對512獨(dú)立連接第三支座513，第三支座513連接第一和第二定心環(huán)的環(huán)體外表面，第三滾輪對511夾設(shè)旋轉(zhuǎn)環(huán)20的第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)體兩端；其中第三滾輪為錐形輪，相應(yīng)地，錐形輪較小處近定心環(huán)10；故旋轉(zhuǎn)環(huán)20夾設(shè)該錐形夾輪對之間，故第一和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)的兩個(gè)端面分別為第三滾輪對511的軌道，每一第三滾動件51的滾動圓之間隔距離與其相配合旋轉(zhuǎn)環(huán)體導(dǎo)軌厚度方向形成滾動副，從而使得該定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動時(shí)可同時(shí)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動。作為一種較佳的實(shí)施方式，錐形輪的錐度由回轉(zhuǎn)速度選定，優(yōu)選為速度角母線交匯于機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，以保證第三滾動組件50的滾動圓為等線速錐形；可實(shí)現(xiàn)該定心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動時(shí)大小端速度角恒等以保證回轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和承重剛度并使得摩擦力為最小值。

作為一種較佳的實(shí)施方式，如圖2所示，為保證運(yùn)動的穩(wěn)定性，第一、第二、第三滾動組件的中心線同軸設(shè)置，且其中滾動件均沿圓周均勻布置，優(yōu)選交錯均布。

此時(shí)，第一滾動組件30(徑向滾動體)滾動圓中心與第二滾動組件40(軸向滾動體)軸向中心點(diǎn)的連線延長線通過旋轉(zhuǎn)環(huán)20與定心環(huán)10的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)環(huán)與有升降或平動、旋轉(zhuǎn)功能要求的工件相聯(lián)接構(gòu)成一定心回轉(zhuǎn)裝置，如圖1和圖2所示，該定心回轉(zhuǎn)裝置至少有一芯軸60，且芯軸60的橫截面的外周非圓形且與第二滾輪411部分相切；此時(shí)與旋轉(zhuǎn)環(huán)20連接的工件可隨旋轉(zhuǎn)環(huán)20轉(zhuǎn)動，且隨定心環(huán)10沿芯軸60移動，當(dāng)芯軸60垂直地面設(shè)置時(shí)，工件可升降；當(dāng)芯軸60平行地面設(shè)置時(shí)，工件可平動。

最后有必要在此說明的是：上述內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。