[发明专利]球芯高效研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及球芯研磨技术领域，尤其涉及一种球芯高效研磨装置。

背景技术

在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位，它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀是依靠阀座与球芯的紧密接触来密封的，其接触面为一环形球面，球芯旋转90°的过程中阀座始终与球面紧密接触，如果球芯的圆度精度不高，球芯在旋转过程中就造成球芯表面和阀座的接触面损伤，导致球阀关闭不严密造成泄露，所以说球芯是球阀中的关键零件，其球芯圆度加工精度直接影响着球阀的质量。球芯的球面在机械加工完成后其圆度还不能达到使用要求，其精度在0.01mm左右，还需要研磨球面进一步提高其精度。球芯的研磨一般使用球芯研磨机，其原理是球芯流道孔安装一定位芯轴，电机带动芯轴和球芯做旋转运动，球芯正上方有一偏心旋转轴，偏心旋转轴与研磨盘采用浮动式球面关节接触连接，旋转轴转动带动研磨盘在球面上摆动从而实现球芯的研磨。现有的研磨方法中研磨盘自身不旋转只是在偏心轴的作用下沿着球面做摆动，研磨效率低，尤其是表面喷涂碳化钨的球芯，其表面硬度在HRC45-50之间.如果研磨直径300mm表面喷涂碳化钨的球芯一般需要3-5天时间才能达到装配要求。

球芯的研磨可简化为两个面之间有砂砾的摩擦磨削，那么影响其效率的因素就可以总结为一是施加在两个面之间的压力，压力越大摩擦力也就越大，二是两个面之间的相对运动，相对运动的速度越快磨削的效率也就越高，原有的磨削方法也可以提高研磨盘的转速，但是因为研磨盘与偏心轴是球面关节浮动式接触并且接触的间隙在10mm以上，当偏心轴转速高的时候研磨盘的离心力越大，研磨盘与球面接触力就不均匀造成球芯表面研磨不均匀，达不到使用要求，而且研磨盘易飞出，存在安全隐患。又因为研磨的压力只是研磨盘的重力并且力的方向是垂直向下，并且与接触面的法相方向有一定的夹角，也无法根据实际的情况调整其压力的大小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中球芯研磨周期长，效率低的技术问题，本发明提供一种球芯高效研磨装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球芯高效研磨装置，包括底座、机架、定位芯轴、芯轴驱动电机、球芯、研磨盘和用于驱动研磨盘自转且能够围绕球芯表面旋转进行研磨的研磨驱动装置，所述的机架和芯轴驱动电机均固定在底座上，定位芯轴的一端安装在机架上，定位芯轴的另一端安装与芯轴驱动电机连接，球芯套装在定位芯轴上。本发明的球芯高效研磨装置不仅可以使得研磨盘在球芯表面旋转进行研磨，而且研磨盘自身也在自转，提高研磨盘的相对速度，大大提高了研磨效率。

为了配合本发明的摆动轴自转驱动装置的结构，作为优选，研磨驱动装置包括安装在机架顶部的研磨驱动电机、旋转轴、偏心块和摆动轴，所述的旋转轴与研磨驱动电机的输出轴固定连接，偏心块的一端固定在旋转轴上，偏心块的另一端安装在摆动轴上，摆动轴底部和研磨盘连接，所述的研磨驱动装置还包括能够使得摆动轴自转的摆动轴自转驱动装置。

为了实现摆动轴自转，作为优选，摆动轴自转驱动装置包括防转套、大齿轮和小齿轮，所述的防转套套装在旋转轴外并固定安装在机架上，大齿轮套装在旋转轴外并且与防转套固定连接，小齿轮套装并固定在摆动轴上，大齿轮和小齿轮相啮合。

为了防止研磨盘转速高的时候研磨盘飞出和适应在研磨过程中球芯表面的变化，保证在任何位置研磨盘与球芯的表面完全贴合，作为优选，所述的球芯高效研磨装置还包括万向节，所述的研磨盘和摆动轴底部之间通过万向节转动连接。

为了减小研磨盘和球芯接触面合力的方向与接触面法相方向之间的夹角，所述的摆动轴还上还设置有摆动轴高度调节装置，所述摆动轴高度调节装置包括导向套、弹簧和导向销，摆动轴底部沿轴向方向开设有安装孔，导向套套装在摆动轴底部，弹簧一端与安装孔底部连接，弹簧另一端与导向套内的底部连接，导向套外的底部与万向节的一端连接，万向节的另一端与研磨盘连接，所述安装孔的侧壁上开设有通孔，导向套上设有与通孔相对应的滑槽，导向销的一端插接在通孔内，导向销的另一端能够在滑槽上下滑动。

为了使得摆动轴高度调节装置的效果发挥最佳，作为优选，当研磨盘水平状态时，所述摆动轴的轴线过研磨盘中心且与研磨盘表面垂直，所述弹簧的轴线与摆动轴的轴线重合。

为了便于研磨盘在球芯表面研磨，作为优选，所述摆动轴的轴线与定位芯轴的轴线的中垂线重合。