CN103471556B - 旋挖钻机上车回转驱动用旋转角度测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于旋挖钻机上车回转驱动的旋转角度测量装置，下车圈座（1）上安装一个内齿式回转支撑，回转支撑的内齿圈（2）与下车圈座（1）固定，回转支撑的外齿圈与上车平台（3）固定，在上车平台（3）上开一阶梯孔，在阶梯孔内固定安装板（5），在安装板（5）上固定安装一传动轴（9）和编码器安装座（6），在安装座（6）上安装旋转编码器（7），传动轴（9）的一端通过联轴器（8）与旋转编码器（7）的输入轴连接，传动轴（9）的另一端固定安装传动齿轮（12），所述传动齿轮（12）与内齿圈（2）啮合传动。旋转编码器为齿轮传动，传动比恒定，数据传递不会因传递路径产生丢失，测量角度误差小，维修费用低，传动齿轮与传动轴的可拆分结构，定位准，拆装方便。
Description
技术领域
本发明涉及桩工机械领域旋挖钻机上车回转驱动的角度测量，具体应用为用一种旋转编码器，当旋挖钻机的上车回转减速机主动齿轮，通过回转支撑内齿圈驱动上车平台旋转时，旋转角度的精确测量。
背景技术
旋挖钻成孔作业时，需要将钻斗采集的岩石、砾石等物料堆放在非工作区域，为了实现这一动作，旋挖钻机通过液压******驱动回转马达，回转马达的输出轴与回转减速机输入轴相联，从而间接驱动安装在回转减速机输出轴上驱动小齿轮，减速机上的小齿轮通过与固定在下车圈座上的内齿圈啮合，实现旋挖钻机的上车从一位置变换到另一个位置的回转运动。由于旋挖钻机需要对同一桩孔反复作业，为了提高成孔的直线度，需采取一定的措施，保证旋挖钻机的上车回转精确复位。通常旋转角度测量的准确与否，关系着精密部件测量和运行结构的可控程度。
CN102401643A公开了一种安装在旋转体1与座2之间的旋转角度传递测量装置，在旋转体1上固定安装第一齿轮10，在座2上固定连接一旋转编码器22，旋转编码器22的输入轴通过联轴器连接一旋转轴20，在旋转轴20的另一端设一齿轮组11，齿轮组11与第一齿轮10啮合，以将旋转体1的旋转角度准确传递到旋转编码器22的输入轴，但上述原理是利用外啮合的齿轮测相对轴的旋转角度，即旋转不同心，上述结构在旋转体1的旋转轴外侧会增加传递部位的体积，且并非在一种封闭环境中测试，且没有防松设计。
其他现有技术的旋转编码器安装方式，也同样有旋转编码器与上车固定，用一种塑料轮与内齿式的回转支撑的支撑座外圆进行对滚，本质说这个结构属于摩擦传动，一方面此结构一旦塑料轮与回转支撑外圈之间形成间隙，传动将失效，旋转编码器测量失真；另一方面摩擦传动时，由于二者没有严格的传动比，很容易发生相对滑动，直接给测量结果产生较大的误差，从而导致上车回转控制产生较大偏差，直接影响桩孔的施工质量。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是实现精确测量旋挖钻机的上车从一位置变换到另一个位置的回转运动时的角度，保证旋挖钻机的上车回转精确复位，且该装置要满足在有O型圈密封的封闭环境中，要有防松设计。
本发明是这样实现的：
一种用于旋挖钻机上车回转驱动的旋转角度测量装置，所述装置用于测量上车平台与下车圈座之间的旋转角度，下车圈座上安装一个内齿式回转支撑，回转支撑的内齿圈与下车圈座固定，回转支撑的外齿圈与上车平台固定，在上车平台上开一阶梯孔，在阶梯孔内固定安装板，在安装板上固定安装一传动轴和编码器安装座，在安装座上安装旋转编码器，传动轴的一端通过联轴器与旋转编码器的输入轴连接，传动轴的另一端固定安装传动齿轮，所述传动齿轮与内齿圈啮合传动。
进一步地，传动齿轮通过平键与传动轴定位，通过六角螺母锁紧。
进一步地，在所述六角螺母外侧用开口销进行轴向限位。
进一步地，传动齿轮和内齿圈浸在油池中。
进一步地，所述传动轴通过滚动轴承及轴承座安装在安装板上，并定位传动轴轴线的垂直度。
进一步地，所述传动轴通过滚动轴承及轴承座安装在所述上车平台的阶梯孔内，并定位传动轴轴线的垂直度。
进一步地，所述传动齿轮的轴线与上车平台、下车圈座的旋转轴线不同轴。
进一步地，所述传动齿轮的轴线与上车平台、下车圈座的旋转轴线同轴。
本发明的有益效果是：
1.旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器为齿轮传动，不产生相对滑动，传动比恒定，数据传递不会因传递路径产生丢失，测量角度误差小，维修费用低，测量出的回转角度精度高的特点。
2、传动齿轮与传动轴的可拆分结构，结构简单，定位准，拆装方便。
附图说明
图1为本发明实施例1的旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器的主视图。
图2为本发明实施例2的旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器的主视图。
图3为本发明实施例3的旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器的主视图。
上述图中的附图标记：
1下车圈座，2内齿圈，3上车平台，5安装座，6编码器安装座，7旋转编码器，8波纹管联轴器，9传动轴，10滚动轴承，11孔用弹性挡圈，12传动齿轮，13平键，14六角螺母，15开口销
具体实施方式
实施例1
本发明旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器，如图1所示：现在要测试下车圈座1和与下车圈座1同心轴旋转的上车平台3之间的旋转角度，所述下车圈座1与上车平台3的直径都比较大，且处于封闭的环境中。
旋挖钻机的下车圈座1上安装一个内齿式回转支撑，回转支撑的内齿圈2与下车圈座1固定，回转支撑的外齿圈与上车平台3固定，在上车平台3上开一阶梯孔，在阶梯孔内用螺钉紧固安装板5，安装板5上装有编码器安装座6，旋转编码器7通过螺栓安装在编码器安装座6上，旋转编码器7输入轴通过波纹管联轴器8与传动轴9相联，传动轴9通过滚动轴承10及轴承座安装在安装板5上，传动轴9上端设有台阶面与上端滚动轴承10相接触，对传动轴9进行轴向限位，避免联轴器的轴向力过大，防止发生脱落事故，滚动轴承10的外圈均配有孔用弹性挡圈11定位，传动齿轮12安装在传动轴9的末端，为了保证传动齿轮12与传动轴9不产生相对转动，引入平键13，并采用六角螺母14对传动齿轮进行锁紧，在传动轴9末端用开口销15限位，防止安装在传动轴9上的零件散落到油池中，造成不良后果。为防止粉尘通过编码器进入到油池中，在安装板5上设置O形密封圈4。
上述内齿式回转支撑是作为主要传动和承载构件的，所述内齿圈2与外齿圈的齿轮传动为低速重载齿轮传动，采用8级精度的闭式齿轮传动，可为斜齿圆柱齿轮，也可为人字齿轮，也可以是圆柱直齿轮，上述齿轮传动采用油池润滑。
上述结构的传递原理是，当平台转动时，上车平台3相对于下车圈座1转动一角度θ，与下车圈座1固定连接的内齿圈2(如齿数Z1＝99)也转动一角度θ，内齿圈2带动传动齿轮12(如齿数Z2＝8)转动θ1，即传动齿轮12带动传动轴9转动角度θ1，传动轴9通过波纹管联轴器8带动旋转编码器7的输入轴旋转，该角度θ1被旋转角度编码器传送给控制***，实现角度数据信号的采集，由齿轮传动比可知θ1＝99/8＝θ，实现上车平台3每旋转一圈时，编码器7的输入轴旋转12.375圈，实现角度的精确测量。
旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器为齿轮传动，传动齿轮12的模数与内齿圈相同，传动比恒定，数据传递不会因传递路径产生丢失测量角度误差小，精度高，传动齿轮12与传动轴9的可拆分结构，结构简单，节省材料，定位准。
实施例2
在上车平台3上开一阶梯孔，一轴承座与所述安装板5一体制成，轴承座内安装传动轴9和滚动轴承10，小孔安装轴承座，轴承座的外圆与阶梯孔的小孔过渡配合，通过阶梯孔的台阶面定位轴承座中心轴线的垂直度，传动轴在轴承座内是大直径的，而轴承座上部露出的部分采用小直径，与旋转编码器通过联轴器连接。
上述安装结构的优点是，可定位轴承座的轴线的垂直度，保证了传动齿轮12与内齿圈2的啮合精度。
其他结构与实施例1相同。
实施例3
实施例1-2均是小直径行星传动齿轮9与大直径的内齿圈2啮合，二者不同的轴线，如果采用大直径的内传动齿轮9，且同轴线旋转，则可免掉中心不重合而产生的换算误差。
旋挖钻机上车回转驱动用旋转编码器具有工作性能稳定，维修费用低，实现了在封闭环境中测量出同心轴旋转的不同物体的回转角度，具有精度高的特点，同时内啮合齿轮的中心距小，结构紧凑，适于狭小空间的结构设计。
传动齿轮12采用自润滑材料制成，如工程塑料、表面硬化合金钢，不会因生锈现象污染油池中的润滑油。
Claims (5)
1.一种用于旋挖钻机测量上车平台(3)与下车圈座(1)之间的旋转角度测量装置，包括旋转编码器(7)、联轴器(8)、传动轴(9)和传动齿轮(12)，其特征在于：在旋挖钻机的下车圈座(1)上安装一个内齿式回转支撑，回转支撑的内齿圈(2)与下车圈座(1)固定，回转支撑的外齿圈与该旋挖钻机的上车平台(3)固定，在上车平台(3)上开一阶梯孔，在阶梯孔内固定安装板(5)，在安装板(5)上固定安装一传动轴(9)和编码器安装座(6)，在安装座(6)上安装旋转编码器(7)，传动轴(9)的一端通过联轴器(8)与旋转编码器(7)的输入轴连接，传动轴(9)的另一端固定安装传动齿轮(12)，所述传动齿轮(12)与所述回转支撑的内齿圈(2)啮合传动，传动齿轮(12)和内齿圈(2)浸在油池中，所述传动轴(9)通过滚动轴承(10)及轴承座固定安装在所述上车平台(3)的阶梯孔内，所述轴承座与所述安装板(5)一体制成，轴承座的外圆与阶梯孔的小孔过渡配合，并通过阶梯孔的台阶面定位传动轴轴线的垂直度，在安装板(5)上设置O形密封圈(4)。
2.一种如权利要求1所述的用于旋挖钻机测量上车平台(3)与下车圈座(1)之间的旋转角度测量装置，其特征在于，传动齿轮(12)通过平键(13)与传动轴(9)定位，通过六角螺母(14)锁紧。
3.一种如权利要求2所述的用于旋挖钻机测量上车平台(3)与下车圈座(1)之间的旋转角度测量装置，其特征在于，在所述六角螺母(14)外侧用开口销(15)进行轴向限位。
4.一种如权利要求1所述的用于旋挖钻机测量上车平台(3)与下车圈座(1)之间的旋转角度测量装置，其特征在于，所述传动齿轮(12)的轴线与上车平台(3)、下车圈座(1)的旋转轴线不同轴。
5.一种如权利要求1所述的用于旋挖钻机测量上车平台(3)与下车圈座(1)之间的旋转角度测量装置，其特征在于，所述传动齿轮(12)的轴线与上车平台(3)、下车圈座(1)的旋转轴线同轴。
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