一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构
阅读说明：本技术 一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构 (Super-precise self-balancing rotary swing mechanism for bearing channel ) 是由 琚海 胡一杰 李清宇 吕军 王杰民 李献波 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构,包括摇臂、摆动发生调幅机构、摆动自平衡机构、复位消隙机构,摇臂套装在摆轴并围绕摆轴摆动,摇臂上端设置平衡结构,下端与摆动发生调幅机构匹配滑动；旋转轴上端圆形座盘燕尾槽设置摆动发生调幅机构和摆动自平衡机构,包括调节体、调节螺杆、平衡体等,用压块进行压紧,扭转调节螺杆调节调节体和平衡体的相互位置关系；在摆轴座和摇臂之设置弹性体。通过摇臂对称平衡结构和摆动自平衡机构,力传递过程中稳定可靠,摆动发生调幅机构解决不同类别轴承沟道超精加工适应性问题；复位消隙机构保证摆动发生调幅机构及时复位消除间隙；旋转轴与圆形座盘设计为一体,减少传递环节,占用空间少。(The invention provides a super-precise self-balancing rotary swinging mechanism for a bearing channel, which comprises a rocker arm, a swinging generation amplitude modulation mechanism, a swinging self-balancing mechanism and a resetting clearance elimination mechanism, wherein the rocker arm is sleeved on a swinging shaft and swings around the swinging shaft; a circular seat disk dovetail groove at the upper end of the rotating shaft is provided with a swing generation amplitude modulation mechanism and a swing self-balancing mechanism, the swing generation amplitude modulation mechanism comprises an adjusting body, an adjusting screw rod, a balancing body and the like, a pressing block is used for pressing, and the adjusting screw rod is twisted to adjust the mutual position relationship of the adjusting body and the balancing body; elastic bodies are arranged between the swing shaft seat and the swing arm. The swing arm symmetrical balance structure and the swing self-balancing mechanism are adopted, the force transmission process is stable and reliable, and the swing generation amplitude modulation mechanism solves the problem of superfinishing adaptability of bearing channels of different types; the reset gap eliminating mechanism ensures that the amplitude modulation mechanism generates swing and timely resets and eliminates gaps; the rotating shaft and the circular seat disc are designed into a whole, so that the transmission link is reduced, and the occupied space is small.)
技术领域
本发明属于轴承加工技术领域，涉及一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构。
背景技术
轴承套圈沟道超精加工是轴承套圈精加工的关键工序之一，而超精研机是实现轴承套圈超精加工的关键设备，通过摆轴带动油石夹持机构中油石在轴承套圈沟道表面上往复研磨，来达到轴承套圈沟道表面的成型加工，主要来改善轴承套圈沟道的表面粗糙度、波纹度、几何形状等精度，保证轴承套圈与滚珠组装后的旋转精度，降低轴承在高速旋转过程中振动，噪音，温升，提高轴承的使用寿命、可靠性。为提高轴承套圈沟道精度，超精研机的油石摇摆机构结构设计需要较高要求，保证力的传递过程中，稳定可靠，振动小。现有的轴承套圈超精研机的摇摆机构中，通常由摆轴、旋转轴，摇摆机构组成，由普通电机通过皮带驱动旋转轴旋转，摆轴和旋转轴之间的连杆较长且不平衡，造成力的传递性能较差，平衡稳定性差，致使轴承套圈沟道超精加工机构振动太大，所超精研出来的轴承套圈沟道精度不高，沟形较差，表面光洁度较差，直接影响轴承产品的质量，并且摆轴的摆动幅度调节复杂，对不同类别轴承套圈沟道适应性差。同时，超精研机中摇摆机构传动链长，机构复杂，占用空间较大，调节自动化程度低。
发明内容
针对现有轴承套圈沟道超精研机加工过程存在的缺陷和技术问题，提供一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构，摇臂设置对称平衡结构，力传递过程中稳定可靠，振动减少；设置摆动发生调幅机构，调节摆动轴的旋转摆动幅度，解决不同类别轴承套圈沟道超精加工适应性问题；设置摆动自平衡机构，解决摆动发生调幅机构调节时产生的不平衡量问题；在摆动发生调幅机构和摆动轴之间设置复位消隙机构，轴承套圈超精加工调整时或结束时，摆动发生调幅机构复位并全过程消除摆动副的间隙，减少换向冲击避免振动波纹；旋转轴与圆形座盘设计为一体，减少传递环节，提高传递的稳定可靠。
本发明所采取的技术方案：一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构，设置安装在摆动轴和旋转轴之间，摆动轴的左端设置安装有油石夹持机构，轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构，包括摇臂、摆动发生调幅机构、摆动自平衡机构、复位消隙机构。
所述摇臂中部设置有扁圆孔，该扁圆孔与摆轴右端外径相匹配，摇臂通过中部设置扁圆孔套装在摆轴一端并驱动摆轴旋转摆动；在摇臂的右端摆轴外径设置轴向定位装置，由轴向定位装置对摇臂进行轴向固定；进一步的所述轴向定位装置为卡簧。在摇臂的下端设置有与摆轴轴向平行的长圆形凸台，在长圆形凸台设有长圆槽，该长圆槽与摆动发生调幅机构的摆动驱动体滑动配合。
所述摆动发生调幅机构，包括调节体、摆动驱动体、调节螺杆、螺杆支架Ⅰ、旋转轴、螺杆支架Ⅱ、压块，所述旋转轴的上端设置为圆形座盘，该圆形座盘的上端设置有径向的燕尾槽结构，在燕尾槽结构两端外径表面设置安装有螺杆支架Ⅰ和螺杆支架Ⅱ，该螺杆支架Ⅰ和螺杆支架Ⅱ上部中间部位设置有安装孔；在螺杆支架Ⅰ和螺杆支架Ⅱ两个安装孔设置安装有调节螺杆；该调节螺杆两端分别设置不同旋向的螺纹段Ⅰ和螺纹段Ⅱ，在两处螺纹段分别与调节体和平衡体螺纹配合；所述压块设置安装在圆形座盘的燕尾槽结构中，与所述圆形座盘构成完整的燕尾定位并固定调节体和平衡体。
所述摆动自平衡机构，包括平衡体和和调节螺杆，该平衡体的设置上部的平衡块和下部的移动块Ⅱ；移动块Ⅱ中部设置与调节螺杆匹配的螺纹丝孔。
所述复位消隙机构，包括摆轴座、弹性体、摇臂，所述摆轴座的一端设置有固定结构，所述摇臂的对应部位设置有固定结构；在摆轴座和摇臂固定机构之间设置有弹性体。
进一步，所述的固定机构为矩形凹槽。
进一步，所述摇臂的上端设置有平衡板块。
进一步，所述旋转轴上下设置安装有轴承并套装在轴承座内侧，旋转轴下端设置安装有锁紧装置进行轴向固定；进一步的所述锁紧装置为锁紧螺母。
进一步，所述圆形座盘外径大于摇臂的下端长圆形凸台长度。
进一步，所述圆形座盘的燕尾槽为非对称结构。
进一步，所述螺杆支架Ⅰ和螺杆支架Ⅱ通过螺栓固定在圆形座盘外径表面。
进一步，所述调节体设置为上部的销轴和下部的移动块Ⅰ；调节体上部的销轴上端设置安装有摆动驱动体；该摆动驱动体匹配设置在摇臂下端的长圆槽内；调节体下部的移动块Ⅰ设置与圆形座盘的燕尾槽匹配的燕尾结构。
进一步，所述摆动驱动体为关节轴承。
进一步，所述移动块Ⅱ与圆形座盘的燕尾槽匹配的燕尾结构。
进一步，所述平衡块设置为对称结构。
进一步，所述压块设置与平衡体、调节体与燕尾槽匹配的上大下小非对称梯形结构，一侧与圆形座盘的梯形结构垂直面匹配，一侧与平衡体、调节体燕尾斜面紧密接触。
本发明的有益效果：1. 轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构，结构布局新颖，所占空间少；2.摇臂设置对称自平衡结构，摇臂围绕摆轴旋转中心的两端对称结构设计，旋转摆动过程中摆动均匀，力传递过程中保持稳定可靠，减少振动产生的因素，加工出来的套圈精度高，波纹度好，光洁度好产品合格率和质量大大提高；3.设置摆动发生调幅机构，通过旋转调节螺杆，同步调整调节体和平衡体的位置，通过调节调节体在圆形座盘的旋转半径，相应调节了摆动驱动体的旋转半径位置，利用摆动驱动体在摇臂长圆槽的位置控制摇臂的旋转摆动幅度大小，进一步可以控制油石夹持机构摆动角度，适应不同类别轴承套圈曲率沟道，调节简单方便，适应性强；4.在摇臂和摆轴之间设置复位消隙结构，轴承套圈超精加工调整时或结束时，摆动发生调幅机构及时复位对中，并通过弹性体的回复作用全时消除摆动副间隙以减少换向冲击降低加工波纹；5.旋转轴与圆形座盘设计为一体，减少传递环节，提高传递的稳定可靠。
附图说明
图1为轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构的结构示意图。
图2为轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构摇臂的结构示意图。
图3为轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构的摆动发生调幅机构示意图。
图4轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构旋转轴的结构示意图。
图5轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构平衡体的结构示意图。
图6 带有减重孔和减重槽的摇臂示意图。
图中附图标记：100-摆动轴，101-摆轴，200-弹性体，300-摇臂，301-平衡板块，302-扁圆孔，303-长圆形凸台，304-长圆槽，305-固定机构，400-轴向定位装置，500-调节体，501-销轴，502-移动块Ⅰ，600-摆动驱动体，700-调节螺杆，701-螺纹段Ⅰ，702-螺纹段Ⅱ，800-螺杆支架Ⅰ，900-旋转轴，901-圆形座盘，902-燕尾槽，1000-轴承座，1100-轴承组，1200-锁紧装置，1300-螺杆支架Ⅱ，1400-平衡体，1401-平衡块，1402-移动块Ⅱ，1500-压块，1600-摆轴座。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
需要提前说明的是在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等术语便于位置关系的描述，“安装”、“相连”、“连接”“固定”等术语应做广义理解。比如，可以是固定连接，可以是一体连接，也可以是直接连接或拆卸连接等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
如图1-6所示，一种轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构，设置安装在摆动轴的右端和旋转轴的上端，摆动轴的左端设置安装有油石夹持机构，轴承沟道超精自平衡旋转摇摆机构包括摇臂300、摆动发生调幅机构、摆动自平衡机构、复位消隙机构。
如图1-2所示，所述摇臂300中部设置有扁圆孔302，该扁圆孔302与摆轴101一端外径相匹配，摇臂300通过中部设置扁圆孔302套装在摆轴101一端并驱动摆轴101旋转摆动；所述摆轴101的摇臂300外侧设置轴向定位装置400，该轴向定位装置400对摇臂300进行轴向固定；进一步的所述的轴向定位装置400为卡簧；在摇臂300的下端设置有与摆轴101轴向平行的长圆形凸台305，在长圆形凸台303内部设置有长圆槽304，该长圆槽304与下端的摆动发生调幅机构的摆动驱动体600滑动配合。
如图3-5所示，所述摆动发生调幅机构，包括调节体500、摆动驱动体600、调节螺杆700、螺杆支架Ⅰ800、旋转轴900、螺杆支架Ⅱ1300、压块1500，所述旋转轴900的上端设置为圆形座盘901，在该圆形座盘901的上端设置有径向的燕尾槽结构，在燕尾槽结构两端外径表面设置安装有螺杆支架Ⅰ800和螺杆支架Ⅱ1300，该螺杆支架Ⅰ800和螺杆支架Ⅱ1300上部中间部位设置有安装孔；在杆支架Ⅰ800和螺杆支架Ⅱ1300两个安装孔安装调节螺杆700；所述调节螺杆700两端分别设置不同旋向的螺纹段Ⅰ701和螺纹段Ⅱ702，在两处螺纹段分别与调节体500和平衡体1400螺纹配合；所述压块1500设置安装在圆形座盘上与圆形座盘901构成完整燕尾槽结构以定位固定所述的调节体500、平衡体1400。
如图3所示，所述摆动自平衡机构，包括调节体500、平衡体1400和调节螺杆700，所述的调节体500、平衡体1400、调节螺杆700对旋转轴900平衡，所述调节螺杆700的设置有两段不同旋向的螺纹段Ⅰ701和螺纹段Ⅱ702、并分别与所述的调节体500和平衡体1400作螺纹配合；所述的调节螺杆700旋转时，所述的调节体500、平衡体1400同步反向移动，保证了调整过程中的自动平衡；所述的压块1500通过压块上的螺栓紧固来固定所述的调节体500和平衡体1400，拧松压块上的螺栓即可对调节螺杆700进行调整。
如图1所示，所述复位消隙机构，包括摆轴座1600、弹性体200、摇臂300，所述摆轴座1600的右端设置有固定结构305；所述摇臂300的对应部位设置有固定结构305；在摆轴座1600和摇臂300的结构机构305之间设置安装有弹性体200，该弹性体200起到将摇臂300及时复位的作用，并通过弹性体200的回复作用全时消除摆动副间隙以减少换向冲击降低加工波纹。
进一步，所述摇臂300的上端设置有对称平衡板块301，该平衡板块301起到摇臂300旋转摆动时减少不平衡量的作用；进一步的，所述摇臂300设置减重孔或减重槽以降低转动惯量，减少冲击。
进一步，所述旋转轴900上下设置安装有轴承组1000并套装在轴承座1100内壁，旋转轴900下端设置安装有锁紧装置1200进行轴向固定，防止轴向窜动；进一步的所述锁紧装置为锁紧螺母。
进一步，所述圆形座盘901外径大于摇臂300的下端长圆形凸台303长度。
进一步，所述圆形座盘901的燕尾槽902为非对称结构，起到锁紧和导向作用。
进一步，所述螺杆支架Ⅰ800和螺杆支架Ⅱ1300通过螺栓固定在圆形座盘901外径表面。
进一步，所述调节体500设置为上部的销轴501和下部的移动块502；调节体500上部的销轴501上端设置安装有摆动驱动体600；该摆动驱动体600匹配设置在摇臂300下端的长圆槽304内；调节体500下部的移动块Ⅰ502设置与圆形座盘901的燕尾槽902匹配的燕尾结构，可以在圆形座盘901的燕尾槽902斜面紧密接触移动。
进一步，所述移动块Ⅰ502与圆形座盘901的燕尾槽902匹配的燕尾结构，可以在圆形座盘901的燕尾槽902斜面紧密接触移动。
进一步，所述平衡块1401设置为对称结构，起到平衡作用。
进一步，所述压块1500设置与平衡体1400、调节体500与燕尾槽902匹配的非对称半燕尾结构，压块1500一侧与圆形座盘901的梯形结构垂直面匹配，一侧与平衡体1400、调节体500燕尾斜面紧密接触，起到压紧和导向作用。
本发明的使用过程或工作状态：通过外接驱动装置，在轴承组1100的支撑作用下带动旋转轴900转动，旋转轴900上端的圆形座盘901围绕轴心转动，同时带动圆形座盘901设置安装的调节体500、平衡体1400、调节螺杆700、压块1500等旋转，通过调节体500上端销轴501设置安装的摆动驱动体600围绕圆形座盘900的轴心转动，摆动驱动体600沿着摇臂300下端的U型304槽滑移的同时，带动摇臂300围绕摆轴101进行摆动，进一步带动摆轴101旋转摆动，并带动摆动轴100左端的油石夹持机构摆动，对轴承套圈进行超精加工。
当需要减少油石夹持机构摆动幅度时，通过圆形座盘901的调节螺杆700扭转，调节体500的向圆形座盘901圆心移动，调节体500围绕圆形座盘的旋转半径缩小，摆动驱动体600带动摇臂300的摆幅减少；同理，当需要增大油石夹持机构摆动幅度时，反向调节螺杆700扭转。
在调节螺杆700扭转的同时，在调节螺杆700两端不同旋向螺纹段Ⅰ701和螺纹段Ⅱ702的作用下，圆形座盘901燕尾槽的平衡体1400与调节体500同步向内或向外移动，平衡体1400的移动避免因调节体500的移动产生的不平衡量，保持圆形座盘901旋转的均衡稳定。
摇臂300在围绕摆轴101旋转摆动时，摇臂300上端的对称平衡板块301和下端的对称长圆形凸台303和长圆槽304，保持摇臂300在旋转摆动过程中均衡稳定。
在摇臂300和摆轴座1600设置安装的弹性体，在轴承套圈超精加工调整时或结束时，在弹性体的弹性作用力下，摆动发生调幅机构及时复位，并通过弹性体的回复作用全时消除摆动副间隙以减少换向冲击降低加工波纹。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，此外，本发明还可以通过其他方式实现,在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修改，均属于本发明技术方案的范围。
为了让本领域普通技术人员更方便的理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清除起见，本申请文件省略了一些其他元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也构成本发明的内容。
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