CN113701948B - 一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法 - Google Patents

一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法,包括转轴本体，所述转轴本体上通过螺栓固定有安装板，所述安装板上转动安装有与所述转轴本体轴心同轴设置的转动箱，所述转动箱上活动设置有用于加载所述转轴本体偏心荷载的调整杆；圆周调节机构，所述圆周调节机构设置在所述安装板与所述转动箱之间，所述圆周调节机构用于驱动所述调整杆关于所述转轴本体的轴心转动；双向驱动组件，所述双向驱动组件设置在所述转动箱内并同所述调整杆连接，所述双向驱动组件用于带动所述调整杆沿其长度方向运动；装配组件，所述装配组件对称设置在所述调整杆的两端，所述装配组件上可通过加载不同数量的配重块，改变所述转轴本体的偏心荷载，实用性强。

Description

一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法
技术领域
本发明涉及一种机械领域，具体是一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法。
背景技术
偏心载荷指荷载的作用线偏离构件的几何中心，此时构件既受压又受弯矩，偏离的垂直距离就是偏心距。
在转轴的使用过程中，由于转轴材质或者磨损容易导致其产生偏心载荷，在其转动时，容易发生抖动现象，影响其工作的稳定性，为此我们提出一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法，使转轴在工作时更加稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转轴偏心载荷加载装置及加载方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种转轴偏心载荷加载装置，所述转轴偏心载荷加载装置包括：
转轴本体，所述转轴本体上通过螺栓固定有安装板，所述安装板上转动安装有与所述转轴本体轴心同轴设置的转动箱，所述转动箱上活动设置有用于加载所述转轴本体偏心荷载的调整杆；
圆周调节机构，所述圆周调节机构设置在所述安装板与所述转动箱之间，所述圆周调节机构用于驱动所述调整杆关于所述转轴本体的轴心转动；
双向驱动组件，所述双向驱动组件设置在所述转动箱内并同所述调整杆连接，所述双向驱动组件用于带动所述调整杆沿其长度方向运动；
装配组件，所述装配组件对称设置在所述调整杆的两端，所述装配组件上可通过加载不同数量的配重块，改变所述转轴本体的偏心荷载。
作为本发明进一步的方案：所述圆周调节机构包括设置在所述安装板与所述转动箱之间的齿合结构、与所述齿合结构连接且对称设置在所述转动箱内的动力结构；
其中，对称设置在所述转动箱内的两组动力结构通过两组对称设置的一号皮带连接。
作为本发明再进一步的方案：所述齿合结构包括对称转动安装在所述转动箱上的两个齿轮、与所述齿轮啮合且固定安装在所述安装板上的内齿环，两个所述齿轮分别通过传动链与所述动力结构连接。
作为本发明再进一步的方案：所述动力结构包括对称安装在所述转动箱内的蜗杆、与所述蜗杆啮合且转动安装在所述转动箱内的蜗轮；
其中一个所述蜗杆贯穿所述转动箱与转动安装在所述转动箱外壁上的一号微型步进电机固定连接，另一个所述蜗杆的另一端也贯穿所述转动箱与转动安装在所述转动箱外壁上的另一个所述一号微型步进电机固定连接，两个所述蜗轮分别通过所述传动链连接所述齿轮。
作为本发明再进一步的方案：所述双向驱动组件包括转动安装在所述转动箱内的丝杆、与所述丝杆螺纹配合且通过连接件与所述调整杆固定连接的两个螺纹套筒；
其中，所述转动箱上还对称转动安装有两个二号微型步进电机，两个所述二号微型步进电机通过两个二号皮带连接所述丝杆的两端。
作为本发明再进一步的方案：所述装配组件包括对称固定安装在所述调整杆上的限位块、套设在所述调整杆并与所述限位块连接的弹簧、用于固定所述配重块且对称设置在所述调整杆两端的卡合机构；
其中，所述配重块滑动设置在所述调整杆上，所述弹簧远离所述限位块的一端与所述配重块抵接。
作为本发明再进一步的方案：所述卡合机构包括对称开设在所述调整杆一端的两个腔室、通过弹性片与所述腔室内壁弹性连接并延伸至所述调整杆外部的三角凸起。
一种如所述的转轴偏心载荷加载装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：通过专业的仪器检测转轴本体的末端的偏心距；
步骤二：通过控制器远程控制一号微型步进电机转动，带动蜗杆转动，使得与蜗杆啮合的蜗轮转动，并带动齿轮转动，齿轮作用于内齿环，带动转动箱旋转至转轴本体轴心与其偏心距连线的方向；
步骤三：在调整杆的两端增加或者减少配重块,以满足偏心载荷要求；
步骤四：通过控制器远程控制二号微型步进电机转动，带动丝杆转动，以使螺纹套筒带动调整杆在丝杆的轴向方向上运动，使调整杆连同配重块组成的整体重心位于转轴本体偏心距的反方向上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置圆周调节机构，改变调整杆的方位，使其与转轴本体的轴心和转轴本体的偏心距连接成的直线重合，同时设置双向驱动组件，改变调整杆连同配重块在调整杆的长度方向上的重心位置，使重心位置与转轴本体的偏心距关于转轴本体的轴心对称，平衡转轴本体的偏心载荷；
在双向驱动组件的调节能力达到极限时，可通过装配组件增加或者减小配重块的数量，进一步改变配重块与调整杆连成的整体的重心位置。
附图说明
图1为转轴偏心载荷加载装置一种实施例的结构示意图。
图2为转轴偏心载荷加载装置一种实施例中双向驱动组件与调整杆的连接关系示意图。
图3为转轴偏心载荷加载装置一种实施例中圆周调节机构的结构示意图。
图4为图1中A处的结构放大示意图。
图中：1-转轴本体、2-安装板、3-内齿环、4-转动箱、5-蜗杆、6-蜗轮、7-传动链、8-齿轮、9-一号皮带、10-一号微型步进电机、11-二号皮带、12-丝杆、13-螺纹套筒、14-调整杆、15-限位块、16-弹簧、17-配重块、18-三角凸起、19-弹性片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种转轴偏心载荷加载装置，包括转轴本体1，所述转轴本体1上通过螺栓固定有安装板2，所述安装板2上转动安装有与所述转轴本体1轴心同轴设置的转动箱4，所述转动箱4上活动设置有用于加载所述转轴本体1偏心荷载的调整杆14；
圆周调节机构，所述圆周调节机构设置在所述安装板2与所述转动箱4之间，所述圆周调节机构用于驱动所述调整杆14关于所述转轴本体1的轴心转动；
双向驱动组件，所述双向驱动组件设置在所述转动箱4内并同所述调整杆14连接，所述双向驱动组件用于带动所述调整杆14沿其长度方向运动；
装配组件，所述装配组件对称设置在所述调整杆14的两端，所述装配组件上可通过加载不同数量的配重块17，改变所述转轴本体1的偏心荷载。
在本发明实施例中，通过设置圆周调节机构，改变调整杆14的方位，使其与转轴本体1的轴心和转轴本体1的偏心距连接成的直线重合，同时设置双向驱动组件，改变调整杆14连同配重块17在调整杆14的长度方向上的重心位置，使重心位置与转轴本体1的偏心距关于转轴本体1的轴心对称，平衡转轴本体1的偏心载荷；
在双向驱动组件的调节能力达到极限时，可通过装配组件增加或者减小配重块17的数量，进一步改变配重块17与调整杆14连成的整体的重心位置。
作为本发明的一种实施例，所述圆周调节机构包括设置在所述安装板2与所述转动箱4之间的齿合结构、与所述齿合结构连接且对称设置在所述转动箱4内的动力结构；
其中，对称设置在所述转动箱4内的两组动力结构通过两组对称设置的一号皮带9连接；
所述齿合结构包括对称转动安装在所述转动箱4上的两个齿轮8、与所述齿轮8啮合且固定安装在所述安装板2上的内齿环3，两个所述齿轮8分别通过传动链7与所述动力结构连接；
所述动力结构包括对称安装在所述转动箱4内的蜗杆5、与所述蜗杆5啮合且转动安装在所述转动箱4内的蜗轮6；
其中一个所述蜗杆5贯穿所述转动箱4与转动安装在所述转动箱4外壁上的一号微型步进电机10固定连接，另一个所述蜗杆5的另一端也贯穿所述转动箱4与转动安装在所述转动箱4外壁上的另一个所述一号微型步进电机10固定连接，两个所述蜗轮6分别通过所述传动链7连接所述齿轮8。
在本发明实施例中，在使用时，转动一号微型步进电机10，驱动蜗杆5转动，从而带动蜗轮6转动，蜗轮6通过传动链7带动齿轮8转动，并在内齿环3的作用下，带动转动箱4转动，以带动调整杆14转动。
进一步的，上述的传动链7具体为链条结构。
需要说明的是，上述的蜗杆5与蜗轮6之间存在单向锁定的效果，即蜗杆5可以带动蜗轮6转动，而蜗轮6无法反向驱动蜗杆5转动，有效避免了在该装置跟随转轴本体1转动时，齿轮8相对于内齿环3发生转动，而导致调整杆14在转轴本体1上的方位发生改变。
还需要说明的是，为减小装置自身平衡性对转轴本体1偏心载荷的影响，除安装在转动箱4转动轴心上的调整杆14，其余零件均采用对称设置。
作为本发明的一种实施例，所述双向驱动组件包括转动安装在所述转动箱4内的丝杆12、与所述丝杆12螺纹配合且通过连接件与所述调整杆14固定连接的两个螺纹套筒13；
其中，所述转动箱4上还对称转动安装有两个二号微型步进电机，两个所述二号微型步进电机通过两个二号皮带11连接所述丝杆12的两端。
在本发明实施例中，在使用时，通过转动二号微型步进电机，带动丝杆12转动，使得螺纹套筒13连同调整杆14在丝杆12的轴向上运动，以使调整杆14连同配重块17连接的整体重心在转轴本体1的偏心距的反向上。
值得注意的是，上述的丝杆12与螺纹套筒13之间也存在单向锁定的效果，增大该装置在工作时的稳定性。
具体的，上述的一号微型步进电机10以及二号微型步进电机可通过控制器进行远程控制，以实现在转轴本体1工作时，对转轴本体1的偏心载荷进行实时加载，减小停机加载偏心载荷导致的时间浪费。
作为本发明的一种实施例，所述装配组件包括对称固定安装在所述调整杆14上的限位块15、套设在所述调整杆14并与所述限位块15连接的弹簧16、用于固定所述配重块17且对称设置在所述调整杆14两端的卡合机构；
其中，所述配重块17滑动设置在所述调整杆14上，所述弹簧16远离所述限位块15的一端与所述配重块17抵接；
所述卡合机构包括对称开设在所述调整杆14一端的两个腔室、通过弹性片19与所述腔室内壁弹性连接并延伸至所述调整杆14外部的三角凸起18。
在本发明实施例中，在双向驱动组件的调节能力达到极限时，可通过增加或者减少配重块17，进一步对调整杆14连同配重块17的重心进行调节。
在增加配重块17时，将配重块17朝向调整杆14内推挤，至压缩弹簧16，后三角凸起18作用于配重块17防止其脱落。
在减少配重块17时，按压三角凸起18，在弹簧16的作用下，配重块17退出。
作为本发明的一种实施例，还提出了一种如所述的转轴偏心载荷加载装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：通过专业的仪器检测转轴本体1的末端的偏心距；
步骤二：通过控制器远程控制一号微型步进电机10转动，带动蜗杆5转动，使得与蜗杆5啮合的蜗轮6转动，并带动齿轮8转动，齿轮8作用于内齿环3，带动转动箱4旋转至转轴本体1轴心与其偏心距连线的方向；
步骤三：在调整杆14的两端增加或者减少配重块17,以满足偏心载荷要求；
步骤四：通过控制器远程控制二号微型步进电机转动，带动丝杆12转动，以使螺纹套筒13带动调整杆14在丝杆12的轴向方向上运动，使调整杆14连同配重块17组成的整体重心位于转轴本体1偏心距的反方向上。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述转轴偏心载荷加载装置包括：
转轴本体(1)，所述转轴本体(1)上通过螺栓固定有安装板(2)，所述安装板(2)上转动安装有与所述转轴本体(1)轴心同轴设置的转动箱(4)，所述转动箱(4)上活动设置有用于加载所述转轴本体(1)偏心荷载的调整杆(14)；
圆周调节机构，所述圆周调节机构设置在所述安装板(2)与所述转动箱(4)之间，所述圆周调节机构用于驱动所述调整杆(14)关于所述转轴本体(1)的轴心转动；
双向驱动组件，所述双向驱动组件设置在所述转动箱(4)内并同所述调整杆(14)连接，所述双向驱动组件用于带动所述调整杆(14)沿其长度方向运动；
装配组件，所述装配组件对称设置在所述调整杆(14)的两端，所述装配组件上可通过加载不同数量的配重块(17)，改变所述转轴本体(1)的偏心荷载；
所述装配组件包括对称固定安装在所述调整杆(14)上的限位块(15)、套设在所述调整杆(14)并与所述限位块(15)连接的弹簧(16)、用于固定所述配重块(17)且对称设置在所述调整杆(14)两端的卡合机构；
其中，所述配重块(17)滑动设置在所述调整杆(14)上，所述弹簧(16)远离所述限位块(15)的一端与所述配重块(17)抵接。
2.根据权利要求1所述的一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述圆周调节机构包括设置在所述安装板(2)与所述转动箱(4)之间的齿合结构、与所述齿合结构连接且对称设置在所述转动箱(4)内的动力结构；
其中，对称设置在所述转动箱(4)内的两组动力结构通过两组对称设置的一号皮带(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述齿合结构包括对称转动安装在所述转动箱(4)上的两个齿轮(8)、与所述齿轮(8)啮合且固定安装在所述安装板(2)上的内齿环(3)，两个所述齿轮(8)分别通过传动链(7)与所述动力结构连接。
4.根据权利要求3所述的一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述动力结构包括对称安装在所述转动箱(4)内的蜗杆(5)、与所述蜗杆(5)啮合且转动安装在所述转动箱(4)内的蜗轮(6)；
其中一个所述蜗杆(5)贯穿所述转动箱(4)与转动安装在所述转动箱(4)外壁上的一号微型步进电机(10)固定连接，另一个所述蜗杆(5)的另一端也贯穿所述转动箱(4)与转动安装在所述转动箱(4)外壁上的另一个所述一号微型步进电机(10)固定连接，两个所述蜗轮(6)分别通过所述传动链(7)连接所述齿轮(8)。
5.根据权利要求1所述的一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述双向驱动组件包括转动安装在所述转动箱(4)内的丝杆(12)、与所述丝杆(12)螺纹配合且通过连接件与所述调整杆(14)固定连接的两个螺纹套筒(13)；
其中，所述转动箱(4)上还对称转动安装有两个二号微型步进电机，两个所述二号微型步进电机通过两个二号皮带(11)连接所述丝杆(12)的两端。
6.根据权利要求1所述的一种转轴偏心载荷加载装置，其特征在于，所述卡合机构包括对称开设在所述调整杆(14)一端的两个腔室、通过弹性片(19)与所述腔室内壁弹性连接并延伸至所述调整杆(14)外部的三角凸起(18)。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的转轴偏心载荷加载装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过专业的仪器检测转轴本体(1)的末端的偏心距；
步骤二：通过控制器远程控制一号微型步进电机(10)转动，带动蜗杆(5)转动，使得与蜗杆(5)啮合的蜗轮(6)转动，并带动齿轮(8)转动，齿轮(8)作用于内齿环(3)，带动转动箱(4)旋转至转轴本体(1)轴心与其偏心距连线的方向；
步骤三：在调整杆(14)的两端增加或者减少配重块(17),以满足偏心载荷要求；
步骤四：通过控制器远程控制二号微型步进电机转动，带动丝杆(12)转动，以使螺纹套筒(13)带动调整杆(14)在丝杆(12)的轴向方向上运动，使调整杆(14)连同配重块(17)组成的整体重心位于转轴本体(1)偏心距的反方向上。
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