[发明专利]冷床驱动轴及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却钢坯的设备，尤其是一种冷床驱动轴。本发明还涉及一种该冷床驱动轴的制造方法。

背景技术

冷床是一种冷却钢坯的设备，该设备总重约为600吨，长55861mm，宽11600mm。其主要组成部分为：平移装置，齿条，齿条支架。其工作原理为：平移装置通过推动由齿条支架支撑的齿条缓慢向前带动钢坯移动，待钢坯冷却后，进入下序制造。其中平移装置中的驱动轴是冶金设备中较大的摆轴驱动零件。驱动轴的总重14吨，由轴和三处曲柄焊接而成，其中轴重11.6吨，轴长5675mm，轴径φ490-φ750，曲柄外形极限尺寸1880mm×1000mm×280mm。公知的制造方法是：轴与三处轴柄分别预先机加工和预先定位(预先定位方式是：轴向为轴肩定位E8/d9轴孔间隙配合，周向为H12/h11长孔与销间隙配合定位)，并且将轴和曲柄孔焊接成整体，然后整体进行机加工，以此保证驱动轴上各处精度要求即：曲柄孔平行度0.15mm、全长同轴度0.06mm、角度165.14°±0.01°。

这种制造方法有两个问题：(1)驱动轴整体进行车削加工两端轴径时，需精确的计算出3处曲柄的配重重量及偏心位置。即使精确的计算出配重重量及偏心位置，由于车削加工本身是一种去除材料的加工方法，在加工过程中轴的回转中心一直处于偏心状态难以保证全长同轴度0.06mm的精度。另外驱动轴的车削加工过程中由于存在偏心力，因此对机床主轴箱的冲击较大，对设备有严重的破坏性。(2)驱动轴整体进行镗削加工3处曲柄连接孔时，需要在大型龙门镗铣床上进行加工。镗削加工3处曲柄连接孔的过程中驱动轴的装卡、找正困难，3处曲柄偏转角度不同并且相互间关联复杂，曲柄孔形位公差的平行度0.15mm、角度165.14°±0.01°也难以保证。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种精度高、成本低的冷床驱动轴。另外本发明还提供一种该冷床驱动轴的制造方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种冷床驱动轴，包括带有三个轴台的轴、焊接在各轴台上的头部带有叉口曲柄、以及曲柄孔与轴台的定位件，所述曲柄的叉口为拼接结构；所述曲柄孔与轴台为过盈配合，曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合的周向定位键，轴台上制有轴向定位的轴肩。

一种制造权利要求1所述的冷床驱动轴的方法，包括轴的机加工、三个曲柄的机加工、各曲柄孔与轴安装定位、在轴上安装两个配重板、进行曲柄孔和轴的焊接，其特征是：所述曲柄孔与轴的焊接还配备有一个焊接滚轮架；所述驱动轴制造方法为：

(1)先将轴、曲柄分别进行机加工至成品；

(2)采用热装的方式并通过键、轴肩将曲柄与轴台装配成一体，然后检验各尺寸及形位公差；

(3)参考轴上配重刻线位置，将配重把合在轴上；

(4)将把合好配重的驱动轴安置在焊接滚轮架上；

(5)焊接滚轮架运转正常后，每个曲柄由2位焊接操作工人在曲柄的两侧对称施焊；

(6)焊接完序后取下配重，驱动轴轴面修磨光滑，清理飞溅。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述拼接结构是曲柄与叉口拼接端的截面为凸形，曲柄与叉口拼接端分别制有焊接坡口。

所述曲柄孔与轴台焊接的左右配合面处双边13°深80mm全熔透J型焊接坡口，并J型坡口底部宽度13mm。

本发明具有的优点和积极效果是：

由于曲柄的叉口为拼接结构，大大减少了加工量提高了生产效率；由于曲柄孔与轴台为过盈配合、曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合的周向定位键、轴台上制有轴向定位的轴肩，因而提高了制造精度；由于采用先机加工后焊接的制造方法，因此无需用大型数控卧式车床、大型数控龙门镗铣床，而用普通车床、小镗床就能完成驱动轴的制造，从而将昂贵的大机床加工费用降为廉价的小机床加工费用，节省了大量生产成本而且缩短了工期。方案优化后尽管焊接难度提高，但可通过焊接工装及施焊工艺方法满足工件的精度要求，机加工难度大大降低，可节省人力物力和加工时间，经上述粗略计算大约可节省成本100万元。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中曲柄2的结构图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B剖视图；

图5是图2的C-C剖视图；

图6是驱动轴1安装在焊接滚轮架10、11上的示意图。

图中：1、驱动轴；2、曲柄；3、轴台；4、叉口；5、连接孔；6、曲柄孔；7、曲柄拼接端；8、配重；9、配重；10、焊接滚轮架；11、焊接滚轮架。