一种通用型多功能打磨机转台的设计

戴仕章

摘要：罐体的加工工艺中需要对罐体进行打磨和抛光。本文针对这一加工工艺需求，设计一种通用型打磨机的转台，主要用于对罐体的桶体、封头和焊缝进行打磨、抛光、除锈等工艺步骤。该打磨机转台可以针对直径¢350mm-¢6000mm的罐体封头进行打磨，适用范围广泛，具有良好的通用性。本文将详述整个通用型打磨机转台的结构和功能。

关键词：打磨机转台；通用性

中图分类号：C35文献标识码： 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

卧式罐是主要的运送油、气等非固态原料的容器。一个完整的罐体主要是由桶体和封头组成，在罐体的加工工艺中需要将封头、桶体进行打磨和抛光。对于不同用途和容量的罐体，封头的直径大小存在差异。目前市场上打磨机的转台是针对某一公司的罐体直经大小分段设计的，这种转台属于专用机床，生产单一尺寸的封头效率高，但是忽视它的通用性。我公司经过几年的市场调研和用户反应，经过几年努力，考虑到用户产品规格多产量少的特点而设计了该通用型多功能转台。这款多功能转台能够适应用于直径¢350mm-¢6000㎜封头、桶体的打磨、抛光、除锈等工艺步骤，尺寸符合国家标准[1][2]。

2.转台工作原理介绍

2.1 封头尺寸在¢1250mm-¢6000mm之间

当封头直径在¢1250㎜—¢6000㎜时选用大封头转台进行工作，如图2所示，是大封头转台工作时的三维图，主要是由大封头转台主要由大封头支架固定座，大封头支架，大转台工字钢导轨，大转盘，盖板，箱体6部分组成。加工封头之前，需要根据封头尺寸大小调整大封头支架的位置，然后将封头安放在大封头支架上，用卷尺（0—3M）测量封头周边到转台上的距离，调整大封头支架在大转台工字钢导轨上的位置，确保封头放正在转台的回转轴线上。最后，旋紧大封头固定座的螺杆使大封头支架固定在大转盘工字钢导轨上。安装好封头后，可在控制柜面板上进行相关操作来实现转台的启动，调速，停止等操作。

图2 大封头转台三维图

（1.大封头支架固定座；2.大封头支架；3.大转台工字钢导轨；4.大转盘；5盖板；6箱体）

2.2 封头尺寸在¢350mm-¢1250mm之间

当封头直径在¢350㎜—¢1250㎜之间时选用小封头转台进行工作。为了实现转台的通用性优势，这里只需要将原有大封头转台的少部分零件进行替换即可，转台的主体部分不发生任何该改变，工作原理也和大封头转台相类似。如图3所示，是小封头转台工作时的三维图。小封头转台运作时，需要将大封头支架固定座，大封头支架，大转台工字钢导轨，盖板拆除；然后将小转盘，小封头支架，小封头支架固定座安装在大转台中心的电机轴上。小封头的安装和大封头的安装方法类似，这里就不在赘述。

图3 小封头转台三维图

（1.大转台；2.小封头支架固定座；3.小转盘；4.小封头支架；5.小转台工字钢导轨；6箱体）

3.多功能转台关键结构设计说明

多功能转台是一个较为负载的机电一体化系统，通过电机将动力输出，实现转台的运转。本节将利用solidworks[3]中建模的结构，针对多功能转台关键结构的设计进行说明。

3.1 封头固定装置的设计

多功能转台是用来对封头进行打磨，抛光等工艺步骤的。因此，封头必须固定在多功能转台的旋转体上实现旋转，同时转台要能安装多种规格尺寸的封头以实现通用性好这一设计要求。本文设计的封头固定装置如图4所示。

图4 封头固定装置三维图

（1.封头支架固定座；2.调整螺杆；3.封头支架；4.橡胶垫；5.固定用螺栓；6.封头支架夹紧板；7封头支架固定座夹紧板；8.工字钢导轨）

该固定装置通过在工字钢导轨上滑动来固定不同规格尺寸的封头。当位置相对调整好之后，可以通过调整螺杆进行微调和紧定，利用固定用螺栓将夹紧板和相对应的封头支架和封头支架固定座夹紧在导轨上。

大封头转台和小封头转台的固定装置原理相同，只是尺寸参数有所变化，这里就不分开叙述了。

3.2 动力传送装置的设计

动力传送装置是整个多功能转台的核心部分。针对不同规格尺寸的封头，使用不同尺寸的转台来进行安装，避免能源浪费。为此，设计两台电机分开驱动，这样既简化了结构，又能有效节能。

（a）大转盘传动系统示意图

（1.外六角螺栓、螺母、垫圈；2.回转支承外圈；3.回转支承内圈；4.内六角螺栓、垫圈；5.大转盘；6.电机轴；7.小齿轮）

（b）小转盘传动系统示意图

（1.电机轴；2.联轴器；3.转轴；4.轴承压板；5.定位套；6.小转盘；7.小转盘转轴；8.小转盘转轴端片；9.圆螺母）

图5 多功能转台动力传送装置

通过图5（a）可以看出大转盘转动的动力传输过程是：电机轴输出动力，带动小齿轮转动，小齿轮和回转支承的内圈（内齿圈）啮合，使回转支承的内圈旋转带动转盘旋转。回转支承在这里起到了关键作用，回转支承外圈和箱体连接，支承转盘；回转支承内圈和大转盘固连，通过和小齿轮啮传递动力。

如图5（b）所示，是小转盘传动系统示意图。小转盘旋转需要的力矩小，不需要采用行星轮系来减速增大力矩，而是采用电机轴直接输出动力的方式驱动。电机轴通过联轴器和转轴相连，定位套把转轴限定在转盘的回转轴线上，并起到支承转盘的作用。小转盘转轴是固定在转轴上的，小转盘转轴端片将小转盘固定在小转盘转轴上。这样的连接方式，确保了小转盘和电机轴同步旋转。

4.多功能转台通用性用法说明

该转台可以针对桶体，封头的内外壁进行打磨，以打磨桶体外壁作业说明其通用性。加工桶体外壁的时候，是利用支架的外侧对桶体进行支撑和夹紧的。由于磨头受到小立柱升降高度限制桶体高度H≤2400mm.同样的方法可以加工桶体的内壁。但是桶体的直径不得小于Φ900mm，高度H≤2400mm.磨头与桶体内外壁成一定倾斜角.然后小立柱上升.下降带动磨头进行磨削，抛光.用砂带进行磨削.抛光时.工件表面粗糙度可达0.8um.用砂轮磨削.抛光表面粗糙度可达1.6um.一个转台用在打磨封头内外壁同时也可以装夹打磨桶体内外壁.从而实现一台多用途.突出了转台通用和多用的特点。针对不同结构尺寸的桶体和封头，需要选用不同的夹紧方式和转盘。

5.结论

通过前面的对整个通用型多功能打磨机转台工作原理和关键结构的介绍，可以得出以下结论：

1）该通用型多功能打磨机转台可以针对直径¢350mm-¢6000㎜罐体封头进行打磨、抛光、除锈等工艺步骤，同时也适用于桶体等类似的回转类工件的相关操作。较市场上现有的打磨机具有通用性强，适用范围广泛的特点

2）本文所设计的通用型多功能打磨机转台充分考虑了使用要求和使用效率，对结构做出合理布局。

3）控制系统简单，只需要针对两台电机的启停和调速进行控制即可，操作简单，减少了电力故障发生的几率。

6.参考文献

[1] 孙恒,陈作模.机械原理[M] 北京:高等教育出版社,2000年

[2] 成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2003年

[3] 陈超祥，叶修梓.SolidWorks零件与装配体教程[M].机械工业出版社，2011年