弧门面板加工装置研制和应用

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1、弧门面板加工装置研制和应用　　【摘要】目前水电行业对金属结构制作要求的精度要求越来越高，原有的制作工艺和加工手段很难满足现在工程需要。尤其是现在弧形闸门为了保证其止水效果，需对弧门面板进行整体加工，而现有国内外设备大部分无法满足此加工需要。为此我们根据弧形闸门加工特点研制了弧门面板加工装置。根据我们对苏丹埋洛维大坝项目工程底孔工作弧形闸门加工证明此装置完全满足弧形闸门面板加工需要及精度要求。本文从弧门面板加工装置的设计、安装、使用及拓展使用等方面对我们所研制设备进行了介绍。【关键词】水工金属结构；弧门面板加工；弧门面板加工装置设计及使用1前言8随着水电行业的不断发展进步，对水电站金属结构

2、制作要求的精度要求也越来越高。在我单位承接的苏丹麦洛维大坝工程中，低位泄水孔弧形闸门就要求面板全部加工，面板尺寸5m×5.26m，弧度半径为7.5m，材质为1Cr13，门叶重量为12643.6kg。原有的加工设备根本无法满足加工要求。而大型加工中心的台班加工费用又非常高，增加企业成本。为了解决这个难题，我们厂专门成立了研究小组，经过认真讨论、研究、设计，根据弧形闸门加工要求自行研制了弧门面板加工装置。用此装置加工后的苏丹麦洛维大坝低位泄水孔弧形闸门完全达到设计图纸及规范中的要求和加工精度。另外通过我们厂的实践证明，该设备不仅可以加工弧行闸门面板还可以加工不同种类弧形工件。2弧门面板加工装

3、置的设计2.1加工方式确定弧形构件在加工时根据加工方向可以分为两种：一种是沿着弧度方向加工，另一种是沿径向加工。我们根据弧形闸门的使用特性，闸门顶止水和侧止水在闸门启闭的过程中始终与闸门面板接触，沿弧度方向加工可以更好的满足止水要求，故我们选择第一种加工方式为此次设计加工方式。具体设计思路为使弧形闸门面板延着轨道以设计的圆心点做圆周运动，将加工刀具固定在可加工到弧门面板范围内且可以沿工件上下移动。在弧形闸门门叶结构做缓速的圆周运动中，同时进刀切削加工，在弧形闸门面板上形成弧度方向加工痕迹，然后提升刀具进行下一道加工。2.2详细设计加工方式确定后，我们首先对加工装进行整体设计（具体见图1）

4、并对所涉及的各个部分进行分析研究。2.2.1使闸门沿圆弧轨道运动8以弧形闸门面板的弧度确定台车长度，以及支铰轴中心点。根据弧形闸门设计半径制作一V型台车，V台车交点一端连接一活动支铰，支铰轴的中心即为弧形闸门运动的中心。V字型台车开口一端为双梁结构，两梁开口中心距离与弧形闸门门叶的两主梁距离相同。V字型台车用焊接工字梁制作而成，其强度满足闸门加工要求。2.2.2V型台车行走装置V型台车开口端的两根钢梁下各设计一套行走轮，一个为主动轮，另一个为从动轮。主动轮的轮架上安装摆针式减速机，通过齿轮传动带动滚轮转动，以此带动V型台车行走。台车行走速度是参照参照铣床的行走速度而设计，约为0.5米/分

5、钟。故主动轮装置各个零件选择如下：滚轮直径为400mm，摆针式减速电机的转速为1500转/分钟，传动比为2537。另外为使台车在沿圆弧运动时转向灵活，经研究决定，在轮架与台车连接部位设置一平面推力轴承。平面推力轴承在选择时候是根据其载荷能力来选择，即闸门、台车、加固材料等总重量来选择的，此三项总重约为22t，安全系数取1.5倍，故每个轴承将承受大于16.5t的重量，故选择轴承型号为8148，完全满足使用要求。从动轮结构为轮架、滚轮及平面推力轴承，起到辅助作用。2.2.3加工装置的选择和安装根据弧型闸门面板的材质情况、以及加工精度要求，经过选择对比我们采用了TX40A型铣削头。主要是因为此

6、种铣削头操作简单、安装方便、体积小，能够满足加工需要。8加工刀具选择好后，还要解决刀具上下行走的问题。最终确定采用吊篮提升的方式，就是将铣削头固定在吊篮内，利用手动葫芦使其沿导向架可自由滑动，滑动至所需高度后将其固定在导向架上后可进行加工。图1弧门面板加工装备整体示意图1、横梁2、手动葫芦3、吊篮4、导向架5、弧门6、支铰7、基础8、主动轮9、工字梁架10、从动轮3弧门面板加工装置的安装使用3.1弧门面板加工装置的安装弧门面板加工装置分为加工刀具部分和行走机构两大部分，安装简单方便。其中行走机构是由支铰、主动轮、从动轮、V字型台车四部分组成。首先将支铰轴按需加工工件半径安装固定在基础上（

7、滚轮踏面到支铰轴底部高差在基础制作时已经调好），调垂直后焊接固定。支铰轴固定后将支铰穿于上面并用锁定螺母固定。支铰另一端与V字形台车用螺栓连接。V形台车是由工字梁架、主动轮、从动轮组成。主动轮是由轮架、滚轮、8减速机、齿轮、轴承、连接轴等组成。将主动轮组装好后用连接轴将其与工字梁架连接起来。从动轮也按此法与工字梁架进行组合。此部分在组装时应控制台车及支铰整体的扭曲，扭曲过大会造成两滚轮受力不均，致使轴承损坏。另在台车行以支铰轴为圆心