一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置的制作方法
1.本发明涉及机轴加工装置技术领域，特别涉及一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置。
背景技术：
2.汽轮机机体主要由转子、定子、轴承和轴承箱、盘车装置组成，其中转子流道中的旋转部分由主轴、叶轮、叶片和联轴器等主要部件组成，对汽轮机主轴成型时要对中心孔和外周表面进行打磨光洁，以便消除缺陷隐患，对这些表面缺陷如果不清除干净，不但会给检验工作造成困难，而且严重的，会影响大轴的运行寿命。
3.作为一种大型回转体，汽轮机主轴本体的外表面和中心孔都是通过转动式递进打磨加工的，导致打磨加工时在主轴的中心孔和外周表面容易产生螺旋式环形打磨槽，虽然由于打磨精度高，使槽的尺寸极小，但是在高负载和长期振动情况下的情况下，用于主轴的负载是沿着轴向分布的，导致打磨槽极易逐渐扩大，超声波探伤不合格，结构强度变低甚至断裂。
技术实现要素：
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置，能够有效解决上述技术问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置，包括如下步骤：
7.步骤1：对主轴本体进行热处理，车掉所述主轴热处理后所增加的变形量；
8.步骤2：将主轴吊放在滑座上，第一轴承套于主轴本体两端，并将第一轴承安装在外侧的第一伸缩驱动件；
9.步骤3：通过滑动杆依次穿插第二轴承和主轴本体的中心孔，驱动滑动杆左右往复移动，通过若干套设于滑杆的打磨轮对主轴本体的中心孔进行打磨；
10.步骤4：加工完步骤3中的中心孔后，驱动第二伸缩驱动件左右移动，通过第二伸缩驱动件使磨砂轮对准主轴本体的外表面，启动打磨电机驱动磨砂轮进行打磨；
11.步骤5：启动空心电机和第二夹持气缸，驱动主轴本体转动，进行步骤4中的打磨，直至主轴本体的周侧全部打磨。
12.实现上述技术方案，首先将主轴的一端吊起，然后将主轴本体加热到850-950
°
并保温3-5小时，冷却到常温，主轴本体平放热处理变形较大，竖直放置热处理变形相对较小，因此，在主轴本体的一端钻起吊孔，主轴本体热处理变形较小，热处理后主轴会出现中间或两端或一端，无法估计的弯曲变形，且变形量大小不一，也不能预见，因此需要车掉该变形量，留下后面热处理、半精车、精车、磨削用的余量，在车掉主轴热处理后的变形量的同时车掉起吊孔，之后将主轴本体吊装至滑座上，并在主轴本体的两端套设第一轴承并安装在第一伸缩驱动件上，将滑杆穿过主轴本体的中心孔，滑动架为可拆卸的设置于第二横向伺服
驱动组件，通过左右往复移动滑杆对主轴本体的中心孔进行打磨，从而形成轴向的打磨纹路，避免中心孔产生环形打磨纹路导致纹路容易扩大，导致降低结构强度甚至造成主轴断裂，之后启动第一伸缩驱动件，使磨砂轮对齐主轴本体的顶面，并启动打磨电机对主轴本体进行打磨，在遇到主轴本体的结构性高度变化时，通过第二横向伺服驱动组件带动第二伸缩驱动件左右移动，并通过第二伸缩驱动件使磨砂轮抵贴主轴本体，从而保障打磨质量，能够在主轴本体的外表面打磨，并且打磨纹路为轴向，在一条轴向外表面线路打磨好后，启动空心电机和第二夹持气缸，对主轴本体进行旋转驱动，主轴本体每次的旋转弧长为0.2-0.5mm，减小了断裂风险，在主轴本体的中心孔和外表面形成轴向打磨纹路。
13.作为本发明的一种优选方案，在所述步骤2中，第一轴承处设置有第一夹持气缸，所述第一夹持气缸用于夹持滑杆。
14.实现上述技术方案，通过第一夹持气缸夹持滑杆，便于第二横向伺服驱动滑杆左右移动，并且两组第一夹持气缸和第二横向伺服驱动组件为独立分别控制，使第二横向伺服驱动组件能够同时启动增加推力或者单独推动增加控制精度。
15.作为本发明的一种优选方案，在所述步骤3中，所述打磨轮为固定套设于滑杆，且设置为间隔均匀的六组。
16.实现上述技术方案，打磨效果更好。
17.一种大型汽轮机轴加工装置，包括：
18.基座，所述基座的上方间隔式设置有支撑座；
19.中心孔打磨机构，包括：两组设置于所述支撑座两侧且能够分别独立在支撑座上左右移动的滑动架、设置于所述滑动架的第一轴承，滑杆能够滑动穿插于所述第一轴承内圈；
20.外打磨机构，包括：左右活动式装配于所述支撑座的移动座、设置于所述移动座的第二伸缩驱动件、连接于所述第二伸缩驱动件动力输出端的打磨电机、以及连接于所述打磨电机动力输出轴的磨砂轮；以及，
21.设置于所述基座用于驱动主轴本体旋转的转动机构。
22.作为本发明的一种优选方案，所述支撑座设置有升降组件用于托起主轴本体和调节主轴本体的高度。
23.作为本发明的一种优选方案，所述升降组件包括：一端设置于所述基座且另一端承载有支撑座的支架、若干住设置于所述基座的第一伸缩驱动件，位于中间的第一伸缩驱动件端部设置有滑座，所述主轴本体的外周能够滑动支撑在滑座上，位于两侧的第一伸缩驱动件设置有第一轴承，所述第一轴承通过螺栓可拆卸的设置于两侧的第一伸缩驱动件。
24.实现上述技术方案，能够首先通过中间的滑座支撑主轴本体，在安装好第一轴承后向下启动第一伸缩驱动件，使主轴本体的的重量承载在两端的第一轴承，或者在主轴本体长度较长时，仍然保持中间的第一伸缩驱动件和滑座的高度，从而托起主轴，防止变形，增加加工精度。
25.作为本发明的一种优选方案，所述中心孔打磨机构设置有第一驱动组件。
26.作为本发明的一种优选方案，所述第一驱动组件包括：两组设置于所述支撑座的第二横向伺服驱动组件、连接于所述第二横向伺服驱动组件动力输出端的滑动架、以及设置于所述滑动架用于夹持滑杆的第一夹持气缸。
27.实现上述技术方案，通过第二横向伺服驱动组件能够带动滑动架、第一轴承和第一夹持气缸左右移动。
28.作为本发明的一种优选方案，所述转动机构包括：设置于所述支撑座一侧的空心电机，连接于所述空心电机动力输出端且适配于主轴本体的第二夹持气缸。
29.实现上述技术方案，通过第二夹持气缸夹持主轴本体，通过空心电机能够驱动第二夹持气缸和主轴本体旋转，空心电机为空心轴低速盘式三相直流无刷电机，能够容纳滑杆和打磨轮穿过。
30.作为本发明的一种优选方案，所述承载座设置有用于驱动外打磨机构的第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：设置于所述支撑座的机架、左右设置于所述机架的第一横向伺服驱动组件，所述移动座连接于所述第一横向伺服驱动组件的动力输出端，所述第二伸缩驱动件的活塞杆设置有升降平台，所述升降平台设置有转动电机，所述打磨电机连接于所述转动电机的动力输出端，所述移动座设置有导柱滑动穿插于升降平台，所述导柱的端部设置有限位头，所述升降平台设置有识别相机，所述第一夹持气缸设置有适配于滑杆弧度的夹持套。
31.实现上述技术方案，通过设置的转动电机，在打磨至主轴本体结构性高低变化时，通过转动电机，使磨砂轮能够改变角度，对齐直角处的圆角，打磨效果更好。
32.综上所述，本发明具有如下有益效果：
33.本发明通过提供一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置，首先将主轴的一端吊起，然后将主轴本体加热到850-950
°
并保温3-5小时，冷却到常温，主轴本体平放热处理变形较大，竖直放置热处理变形相对较小，因此，在主轴本体的一端钻起吊孔，主轴本体热处理变形较小，热处理后主轴会出现中间或两端或一端，无法估计的弯曲变形，且变形量大小不一，也不能预见，因此需要车掉该变形量，留下后面热处理、半精车、精车、磨削用的余量，在车掉主轴热处理后的变形量的同时车掉起吊孔，之后将主轴本体吊装至滑座上，并在主轴本体的两端套设第一轴承并安装在第一伸缩驱动件上，将滑杆穿过主轴本体的中心孔，滑动架为可拆卸的设置于第二横向伺服驱动组件，通过左右往复移动滑杆对主轴本体的中心孔进行打磨，从而形成轴向的打磨纹路，避免中心孔产生环形打磨纹路导致纹路容易扩大，导致降低结构强度甚至造成主轴断裂，之后启动第一伸缩驱动件，使磨砂轮对齐主轴本体的顶面，并启动打磨电机对主轴本体进行打磨，在遇到主轴本体的结构性高度变化时，通过第二横向伺服驱动组件带动第二伸缩驱动件左右移动，并通过第二伸缩驱动件使磨砂轮抵贴主轴本体，从而保障打磨质量，能够在主轴本体的外表面打磨，并且打磨纹路为轴向，在一条轴向外表面线路打磨好后，启动空心电机和第二夹持气缸，对主轴本体进行旋转驱动，主轴本体每次的旋转弧长为0.2-0.5mm，减小了断裂风险，在主轴本体的中心孔和外表面形成轴向打磨纹路。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明的结构示意图。
36.图2为本发明图1中a处的放大图。
37.图3为本发明图1中b处的放大图。
38.图中数字和字母所表示的相应部件名称：
39.1、基座；2、第一伸缩驱动件；3、支架；4、滑座；5、第一轴承；6、第一横向伺服驱动组件；7、主轴本体；8、打磨轮；9、滑动杆；10、第二横向伺服驱动组件；11、滑动架；12、机架；13、第一夹持气缸；14、移动座；15、第二伸缩驱动件；16、升降平台；17、导柱；18、转动电机；19、打磨电机；20、磨砂轮；21、识别相机；22、限位头；23、第二轴承；24、夹持套；25、支撑座；26、第二夹持气缸；27、空心电机。
具体实施方式
40.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作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。
41.实施例
42.如图1至3所示，
43.一种大型汽轮机轴的成型工艺及其加工装置，包括如下步骤：
44.步骤1：对主轴本体7进行热处理，车掉主轴热处理后所增加的变形量；
45.步骤2：将主轴吊放在滑座4上，第一轴承5套于主轴本体7两端，并将第一轴承5安装在外侧的第一伸缩驱动件2；
46.步骤3：通过滑动杆9依次穿插第二轴承23和主轴本体7的中心孔，驱动滑动杆9左右往复移动，通过若干套设于滑杆的打磨轮8对主轴本体7的中心孔进行打磨；
47.步骤4：加工完步骤3中的中心孔后，驱动第二伸缩驱动件15左右移动，通过第二伸缩驱动件15使磨砂轮20对准主轴本体7的外表面，启动打磨电机19驱动磨砂轮20进行打磨；
48.步骤5：启动空心电机27和第二夹持气缸26，驱动主轴本体7转动，进行步骤4中的打磨，直至主轴本体7的周侧全部打磨。
49.具体的，在步骤2中，第一轴承5处设置有第一夹持气缸13，第一夹持气缸13用于夹持滑杆，通过第一夹持气缸13夹持滑杆，便于第二横向伺服驱动滑杆左右移动，并且两组第一夹持气缸13和第二横向伺服驱动组件10为独立分别控制，使第二横向伺服驱动组件10能够同时启动增加推力或者单独推动增加控制精度，在步骤3中，打磨轮8为固定套设于滑杆，且设置为间隔均匀的六组，打磨效果更好。
50.一种大型汽轮机轴加工装置，包括：基座1，基座1的上方间隔式设置有支撑座25；中心孔打磨机构；外打磨机构，包括：左右活动式装配于支撑座25的移动座14、设置于移动座14的第二伸缩驱动件15、连接于第二伸缩驱动件15动力输出端的打磨电机19、以及连接于打磨电机19动力输出轴的磨砂轮20；以及，
51.设置于基座1用于驱动主轴本体7旋转的转动机构。
52.具体的，中心孔打磨机构包括：两组设置于支撑座25两侧且能够分别独立在支撑座25上左右移动的滑动架11、设置于滑动架11的第一轴承5，滑杆能够滑动穿插于第一轴承
5内圈。
53.外打磨机构包括：左右活动式装配于支撑座25的移动座14、设置于移动座14的第二伸缩驱动件15、连接于第二伸缩驱动件15动力输出端的打磨电机19、以及连接于打磨电机19动力输出轴的磨砂轮20。
54.进一步的，支撑座25设置有升降组件用于托起主轴本体7和调节主轴本体7的高度。
55.升降组件包括：一端设置于基座1且另一端承载有支撑座25的支架3、若干住设置于基座1的第一伸缩驱动件2，位于中间的第一伸缩驱动件2端部设置有滑座4，主轴本体7的外周能够滑动支撑在滑座4上，位于两侧的第一伸缩驱动件2设置有第一轴承5，第一轴承5通过螺栓可拆卸的设置于两侧的第一伸缩驱动件2，能够首先通过中间的滑座4支撑主轴本体7，在安装好第一轴承5后向下启动第一伸缩驱动件2，使主轴本体7的的重量承载在两端的第一轴承5，或者在主轴本体7长度较长时，仍然保持中间的第一伸缩驱动件2和滑座4的高度，从而托起主轴，防止变形，增加加工精度。
56.中心孔打磨机构设置有第一驱动组件。
57.第一驱动组件包括：两组设置于支撑座25的第二横向伺服驱动组件10、连接于第二横向伺服驱动组件10动力输出端的滑动架11、以及设置于滑动架11用于夹持滑杆的第一夹持气缸13，通过第二横向伺服驱动组件10能够带动滑动架11、第一轴承5和第一夹持气缸13左右移动。
58.转动机构包括：设置于支撑座25一侧的空心电机27，连接于空心电机27动力输出端且适配于主轴本体7的第二夹持气缸26，通过第二夹持气缸26夹持主轴本体7，通过空心电机27能够驱动第二夹持气缸26和主轴本体7旋转，空心电机27为空心轴低速盘式三相直流无刷电机，能够容纳滑杆和打磨轮8穿过。
59.承载座设置有用于驱动外打磨机构的第二驱动组件，第二驱动组件包括：设置于支撑座25的机架12、左右设置于机架12的第一横向伺服驱动组件6，移动座14连接于第一横向伺服驱动组件6的动力输出端，第二伸缩驱动件15的活塞杆设置有升降平台16，升降平台16设置有转动电机18，打磨电机19连接于转动电机18的动力输出端，移动座14设置有导柱17滑动穿插于升降平台16，导柱17的端部设置有限位头22，升降平台16设置有识别相机21，第一夹持气缸13设置有适配于滑杆弧度的夹持套24，通过设置的转动电机18，在打磨至主轴本体7结构性高低变化时，通过转动电机18，使磨砂轮20能够改变角度，对齐直角处的圆角，打磨效果更好。
60.使用时，在车掉主轴热处理后的变形量的同时车掉起吊孔，之后将主轴本体7吊装至滑座4上，并在主轴本体7的两端套设第一轴承5并安装在第一伸缩驱动件2上，将滑杆穿过主轴本体7的中心孔，滑动架11为可拆卸的设置于第二横向伺服驱动组件10，通过左右往复移动滑杆对主轴本体7的中心孔进行打磨，从而形成轴向的打磨纹路，避免中心孔产生环形打磨纹路导致纹路容易扩大，导致降低结构强度甚至造成主轴断裂，之后启动第一伸缩驱动件2，使磨砂轮20对齐主轴本体7的顶面，并启动打磨电机19对主轴本体7进行打磨，在遇到主轴本体7的结构性高度变化时，通过第二横向伺服驱动组件10带动第二伸缩驱动件15左右移动，并通过第二伸缩驱动件15使磨砂轮20抵贴主轴本体7，从而保障打磨质量，能够在主轴本体7的外表面打磨，并且打磨纹路为轴向，在一条轴向外表面线路打磨好后，启
动空心电机27和第二夹持气缸26，对主轴本体7进行旋转驱动，主轴本体7每次的旋转弧长为0.2-0.5mm，减小了断裂风险，在主轴本体7的中心孔和外表面形成轴向打磨纹路。
61.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：
1.一种大型汽轮机轴的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对主轴本体进行热处理，车掉所述主轴热处理后所增加的变形量；步骤2：将主轴吊放在滑座上，第一轴承套于主轴本体两端，并将第一轴承安装在外侧的第一伸缩驱动件；步骤3：通过滑动杆依次穿插第二轴承和主轴本体的中心孔，驱动滑动杆左右往复移动，通过若干套设于滑杆的打磨轮对主轴本体的中心孔进行打磨；步骤4：加工完步骤3中的中心孔后，驱动第二伸缩驱动件左右移动，通过第二伸缩驱动件使磨砂轮对准主轴本体的外表面，启动打磨电机驱动磨砂轮进行打磨；步骤5：启动空心电机和第二夹持气缸，驱动主轴本体转动，进行步骤4中的打磨，直至主轴本体的周侧全部打磨。2.根据权利要求1所述的一种大型汽轮机轴的成型工艺，其特征在于，在所述步骤2中，第一轴承处设置有第一夹持气缸，所述第一夹持气缸用于夹持滑杆。3.根据权利要求1所述的一种大型汽轮机轴的成型工艺，其特征在于，在所述步骤3中，所述打磨轮为固定套设于滑杆，且设置为间隔均匀的六组。4.一种用于加工如权利要求1-3任一所述的大型汽轮机轴加工装置，其特征在于，包括：基座，所述基座的上方间隔式设置有支撑座；中心孔打磨机构，包括：两组设置于所述支撑座两侧且能够分别独立在支撑座上左右移动的滑动架、设置于所述滑动架的第一轴承，滑杆能够滑动穿插于所述第一轴承内圈；外打磨机构，包括：左右活动式装配于所述支撑座的移动座、设置于所述移动座的第二伸缩驱动件、连接于所述第二伸缩驱动件动力输出端的打磨电机、以及连接于所述打磨电机动力输出轴的磨砂轮；以及，设置于所述基座用于驱动主轴本体旋转的转动机构。5.根据权利要求4所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述支撑座设置有升降组件用于托起主轴本体和调节主轴本体的高度。6.根据权利要求4所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述升降组件包括：一端设置于所述基座且另一端承载有支撑座的支架、若干住设置于所述基座的第一伸缩驱动件，位于中间的第一伸缩驱动件端部设置有滑座，所述主轴本体的外周能够滑动支撑在滑座上，位于两侧的第一伸缩驱动件设置有第一轴承，所述第一轴承通过螺栓可拆卸的设置于两侧的第一伸缩驱动件。7.根据权利要求4所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述中心孔打磨机构设置有第一驱动组件。8.根据权利要求7所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：两组设置于所述支撑座的第二横向伺服驱动组件、连接于所述第二横向伺服驱动组件动力输出端的滑动架、以及设置于所述滑动架用于夹持滑杆的第一夹持气缸。9.根据权利要求8所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述转动机构包括：设置于所述支撑座一侧的空心电机，连接于所述空心电机动力输出端且适配于主轴本体的第二夹持气缸。10.根据权利要求9所述的一种大型汽轮机轴的加工装置，其特征在于，所述承载座设
置有用于驱动外打磨机构的第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：设置于所述支撑座的机架、左右设置于所述机架的第一横向伺服驱动组件，所述移动座连接于所述第一横向伺服驱动组件的动力输出端，所述第二伸缩驱动件的活塞杆设置有升降平台，所述升降平台设置有转动电机，所述打磨电机连接于所述转动电机的动力输出端，所述移动座设置有导柱滑动穿插于升降平台，所述导柱的端部设置有限位头，所述升降平台设置有识别相机，所述第一夹持气缸设置有适配于滑杆弧度的夹持套。
技术总结
本发明涉及一种大型汽轮机轴加工装置，包括：基座，基座的上方间隔式设置有支撑座；中心孔打磨机构，包括：两组设置于所述支撑座两侧且能够分别独立在支撑座上左右移动的滑动架、设置于所述滑动架的第一轴承，滑杆能够滑动穿插于所述第一轴承内圈；外打磨机构，包括：左右活动式装配于支撑座的移动座、设置于移动座的第二伸缩驱动件、连接于第二伸缩驱动件动力输出端的打磨电机、以及连接于打磨电机动力输出轴的磨砂轮；以及，设置于基座用于驱动主轴本体旋转的转动机构。通过上述设置，能够在主轴本体的外表面打磨，并且打磨纹路为轴向，减小了断裂风险，在主轴本体的中心孔和外表面形成轴向打磨纹路。轴向打磨纹路。轴向打磨纹路。
