内嵌式轴承切削工具.pdf

本发明提供了一种内嵌式轴承切削工具，用于切削球阀的内嵌式轴承，该内嵌式轴承切削工具包括切削轴承的刀具装置、对刀具装置导向的导向装置、以及驱动刀具装置转动的驱动装置，导向装置连接在球阀上，且位于刀具装置的外侧，驱动装置与刀具装置连接。本发明的内嵌式轴承切削工具可实现对内嵌式轴承的平稳切削，将损坏的轴承切削掉后即可更换新的轴承，无需对损坏的轴承进行拉拔操作，无需对球阀进行解体，更换轴承方便，保证球阀安全平稳运行。

权利要求书
1.  一种内嵌式轴承切削工具，用于切削球阀的内嵌式轴承，其特征在于，所述内嵌式轴承切削工具包括：
切削所述轴承的刀具装置；
对所述刀具装置导向的导向装置，所述导向装置连接在所述球阀上，且位于所述刀具装置外侧；
驱动所述刀具装置转动的驱动装置，所述驱动装置与所述刀具装置连接。

2.  如权利要求1所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述刀具装置包括：
刀筒，呈圆筒状，其一端与所述驱动装置连接，所述导向装置沿周向环绕于所述刀筒外侧；
刀头，固定在所述刀筒的另一端，且具有朝向所述轴承的切削刃。

3.  如权利要求2所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述导向装置包括多个沿周向环绕于所述刀筒外侧的限位块，每个所述限位块均包括：
固定架，固定在所述球阀上，且开设有安装孔，所述安装孔贯穿所述固定架，且所述安装孔的轴向为所述刀筒的径向；
调节件，呈杆状，其一端位于所述安装孔外，且其另一端螺纹连接于所述安装孔内，并与所述刀筒之间形成调节间隙。

4.  如权利要求3所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述限位块还包括固定在所述安装孔内的连接套，所述调节件包括依次连接的手把、内丝套和磨头，所述手把与所述连接套螺纹连接，所述磨头与所述刀筒之间形成所述调节间隙。

5.  如权利要求2所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述刀筒的端部与所述驱动装置的转轴通过法兰连接，所述法兰上设有定位凹槽，所述驱动装置的转轴上设有与所述定位凹槽配合的定位凸头。

6.  如权利要求1所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述驱动装置包括电机、以及与所述电机连接的变速器，所述变速器与所述刀具装置连接。

7.  如权利要求1所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述内嵌式轴承切削工具还包括调节所述刀具装置的切削位置的进给装置，所述刀具装置和所述驱动装置均连接在所述进给装置上。

8.  如权利要求7所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述内嵌式轴承切削工具还包括底座、以及位于所述底座外围的安全防护装置，所述底座的顶面形成工作平台，所述进给装置连接在所述工作平台上。

9.  如权利要求8所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述工作平台与所述球阀之间连接有拉杆。

10.  如权利要求8所述的内嵌式轴承切削工具，其特征在于，所述安全防护装置包括护板和护网。

说明书内嵌式轴承切削工具
技术领域
本发明涉及一种切削装置，尤其是一种对水轮机组进水阀的内嵌式轴承进行深槽切削的内嵌式轴承切削工具。
背景技术
目前蓄能电厂的进口阀多为球形阀，简称球阀。安装在引水管道与蜗壳进口延伸段之间，阀门上游端与上游延伸段(焊接在上游引水高压钢管上)之间用螺栓连接，阀门下游端通过下游延伸段连接在蜗壳的进口延伸段上。其主要作用为开停机时通过开启或关闭球阀，来开通或关断水流，机组检修时隔离机组与上游水道，保证检修安全和其它机组的正常运行，当机组发生故障，导叶拒动时，可以动水关闭，截断水流，防止发生飞逸事故。
球阀转子枢轴轴承采用自润滑轴承结构，多采用Oiles500SP系列轴承。该轴承和轴承基座之间采用过盈配合，安装时需要使用冷套的方法将轴承压入轴承基座，轴承经液氮冷却后尺寸收缩，可以顺利压入轴承座，随着时间推移，轴承逐渐恢复到室温，轴承尺寸膨胀，受轴承座尺寸限制，产生过盈与形变。因球阀枢轴设计裕度偏小(已达70％的屈服强度)，加之球阀频繁动作，磨损严重，机组球阀驱动端和非驱动端耳轴轴承均存在不同程度的裂纹并导致球阀漏水，机组球阀漏水呈逐渐增大趋势。
由于球阀耳轴漏水量的逐年加大，会严重影响到电厂的安全生产，需要及时对球阀耳轴轴承的进行维修处理。由于球阀轴承和轴承基座之间采用过盈配合，也相当于球阀耳轴轴承为一次性使用，如果出现影响安全的缺陷只能进行更换处理。球阀耳轴轴承和轴承基座之间由于过盈配合，两者之间间隙极小，靠工具拉拔轴承根本无法取出。
因此，有必要设计一种新的工具，以解决内嵌式轴承难以通过拉拔从轴承基座取出的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种内嵌式轴承切削工具，其能在球阀不完全解体的情况下将损坏的内嵌式轴承切削掉。
为达到上述目的，本发明提出一种内嵌式轴承切削工具，用于切削球阀的内嵌式轴承，所述内嵌式轴承切削工具包括：切削所述轴承的刀具装置；对所述刀具装置导向的导向装置，所述导向装置连接在所述球阀上，且位于所述刀具装置外侧；驱动所述刀具装置转动的驱动装置，所述驱动装置与所述刀具装置连接。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，刀具装置包括：刀筒，呈圆筒状，其一端与驱动装置连接，导向装置沿周向环绕于刀筒外侧；刀头，固定在刀筒的另一端，且具有朝向轴承的切削刃。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，导向装置包括多个沿周向环绕于刀筒外侧的限位块，每个限位块均包括：固定架，固定在球阀上，且开设有安装孔，安装孔贯穿固定架，且安装孔的轴向为刀筒的径向；调节件，呈杆状，其一端位于安装孔外，且其另一端螺纹连接于安装孔内，并与刀筒之间形成调节间隙。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，限位块还包括固定在安装孔内的连接套，调节件包括依次连接的手把、内丝套和磨头，手把与连接套螺纹连接，磨头与刀筒之间形成调节间隙。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，刀筒的端部与驱动装置的转轴通过法兰连接，法兰上设有定位凹槽，驱动装置的转轴上设有与定位凹槽配合的定位凸头。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，驱动装置包括电机、以及与电机连接的变速器，变速器与刀具装置连接。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，内嵌式轴承切削工具还包括调节刀具装置的切削位置的进给装置，刀具装置和驱动装置均连接在进给装置上。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，内嵌式轴承切削工具还包括底座、以及位于底座外围的安全防护装置，底座的顶面形成工作平台，进给装置连接在工作平台上。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，工作平台与球阀之间连接有拉杆。
如上所述的内嵌式轴承切削工具，其中，安全防护装置包括护板和护网。
本发明的内嵌式轴承切削工具的特点和优点是：
1、本发明的内嵌式轴承切削工具，采用切削的方法将内嵌式轴承从轴承基座取出，由驱动装置带动刀具装置转动，并采用导向装置对刀具装置进行导向，实现对内嵌式轴承的平稳切削，将损坏的轴承切削掉后即可更换新的轴承，无需对损坏的轴承进行拉拔操作，也无需对球阀解体，更换轴承方便，保证球阀安全平稳运行。
2、本发明的导向装置围绕在刀具装置外，并与刀具装置的刀筒之间形成调节间隙，通过转动手把即可对该调节间隙的大小进行调节，导向平稳，限位精确，结构简单、操作方便。
3、本发明的内嵌式轴承切削工具，采用进给装置对驱动装置和刀具装置进行调节，使加工基准建立在球阀轴套的中心及断面的延长线和平行平面上，使切削工具运行平稳，保证切削精度，安全可靠。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明的内嵌式轴承切削工具的整体示意图；
图2是本发明中刀筒的示意图；
图3是本发明中刀头的示意图；
图4是本发明中导向装置与刀筒组合的示意图；
图5是本发明中固定架的示意图；
图6是本发明中连接套的示意图；
图7是本发明中手把的示意图；
图8是本发明中内丝套的示意图；
图9是本发明中磨头的示意图；
图10是本发明中法兰的主视图；
图11是本发明中法兰的剖视图；
图12是本发明中连接板的主视图；
图13是本发明中连接板的左视图；
图14是本发明中底座的主视图；
图15是本发明中底座的俯视图。
主要元件标号说明：
1刀具装置
11刀筒111刀头安装槽112法兰连接孔
12刀头121切削刃122固定孔
2导向装置
21固定架211安装孔
22连接套221螺纹孔
23手把
231手持部232第一连接部233第二连接部
24内丝套241固定孔
25磨头
3驱动装置
4法兰
41定位凹槽42第一螺栓孔43第二螺栓孔
5进给装置
6底座61工作平台62拉杆
7安全防护装置
8连接板
9球阀91固定架安装孔
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供一种内嵌式轴承切削工具，用于切削球阀9的深孔中的内嵌式轴承，该内嵌式轴承切削工具包括用于切削轴承的刀具装置1、用于对刀具装置1导向的导向装置2、以及用于驱动刀具装置1转动的驱动装置3，导向装置2连接在球阀9上，且位于刀具装置1外侧，用于确保刀具装置1的加工方向；驱动装置3与刀具装置1连接，能驱动刀具装置1转动对轴承进行切削。
如图2、图3所示，在一个优选的实施例中，刀具装置1包括刀筒11和刀头12，刀筒11也可称为圆筒形的刀柄，刀筒11呈圆筒状，刀筒11的一端与驱动装置3连 接，以由驱动装置3驱动转动，导向装置2沿周向环绕于刀筒11外侧，以对刀筒11进行导向限位，使刀筒11向对准轴承的方向前行，防止刀筒11偏移；刀头12固定在刀筒11的另一端，用于伸入球阀9的深孔内对内嵌式轴承进行切削，例如采用螺栓连接刀头12的固定孔122和刀筒11的刀头安装槽111，将刀筒与刀头固定，刀头12具有朝向轴承以对轴承进行切削的切削刃121。本发明采用刀筒11来支撑固定刀头12，刀筒11具有高强度结构和非常高的同心度，刀筒11上例如沿周向和轴向分别设有多个贯通孔，用于减轻刀筒11本身的重量，使切削更灵活。
在采用刀头12对轴承切削时，根据耳轴轴承套(或称为轴承基座)的宽度，并不是将轴承一刀切掉，而是可以将刀头设计成不同宽度，分步切割，例如刀头上还固定有刀块，在刀块上设置切削刃，通过更换刀块可以切削设计范围内的不同直径，刀块由压紧螺钉固定在刀头的相应位置上，通过设置刀块，便于根据切削需要进行更换和调配。
在如图4、图5所示的实施例中，导向装置2包括多个沿周向环绕于刀筒11外侧的限位块，每个限位块均包括固定架21和调节件，固定架21固定在球阀9的阀体上，例如通过螺栓固定在球阀9的阀体的固定架安装孔91上，固定架21上开设有安装孔211，安装孔211贯穿固定架21，且安装孔211的轴向为刀筒11的径向，或者说安装孔211的延伸方向为刀筒11的径向；调节件呈杆状，其一端位于安装孔211外，用于手持操作，且其另一端螺纹连接于安装孔211内，并与刀筒11之间形成调节间隙，通过转动调节件使其沿安装孔211的轴向移动，即可对调节间隙的大小进行调节，该调节间隙的值例如为0.02mm，通过设置限位块，实现对刀筒11的导向、限位，使刀筒11在固定的空间中摆度，防止刀筒11偏移，由于沿刀筒11的周向设置了多个限位块，可以从多个方向对刀筒11限位，使切削精准、安全、可靠。
如图6、图7、图8、图9所示，在一个可行的技术方案中，限位块还包括固定在安装孔211内的连接套22，对应地，调节件包括依次连接的手把23、内丝套24和磨头25，手把23能移动地与连接套22螺纹连接，用于手持调节，磨头25(或称为顶丝)与刀筒11之间形成调节间隙，直接对刀筒11限位、导向。
再如图7所示，具体是，连接套22镶嵌固定或套接在安装孔211中，手把23包括手持部231、第一连接部232和第二连接部233，手持部231位于连接套22外，用于手持操作，第一连接部232具有外螺纹，用于与连接套22的螺纹孔221螺纹连接， 从而能通过旋转在连接套22内轴向移动，第二连接部233与内丝套24的一端固定连接或通过反螺纹连接，从而在旋转手把23时能带动内丝套24一起沿连接套22的轴向移动，由于内丝套24的另一端与磨头25镶嵌固定，即磨头25的一端固定在内丝套24的固定孔241中，磨头25的另一端与刀筒11之间形成调节间隙，因此内丝套24能带动磨头25一起沿连接套22的轴向移动，对磨头25与刀筒11之间的调节间隙的大小进行调节，实现对刀筒的定位、限位和引导，引导刀筒在固定间隙中向前稳定行进，对轴承进行平稳切削。
如图1、图10、图11所示，刀筒11的端部与驱动装置3的转轴或主轴通过法兰4连接，例如，法兰4上设有定位凹槽41，例如为φ20凹槽，驱动装置3的转轴(即变速器主轴)上设有与定位凹槽41配合的定位凸头，例如为φ20凸头，由于驱动装置3的主轴与法兰4之间通过高精度的定位凹槽和定位凸头连接，定位精准，能将驱动装置3的旋转切削能量传递稳定给法兰4，法兰4再将旋转力传递给刀筒11，带动刀筒11上的刀头12前进，在轴套的深孔内对轴承进行深孔切削；法兰4上还设有第一螺栓孔42和第二螺栓孔43，第一螺栓孔42通过螺栓与驱动装置3的转轴(即变速器主轴)连接，第二螺栓孔43通过螺栓与刀筒11上的法兰连接孔112连接。
在一个具体实施例中，驱动装置3包括电机、以及与电机连接的变速器，变速器与刀具装置1通过法兰4连接，电机作为动力源驱动变速器工作，变速器是旋转力矩的源头，提供旋转动力，变速力矩通过变速器转轴或主轴传递给法兰4和刀筒11，刀筒再把旋转力传递给刀头进行切削。通过设置变速器，便于根据切削的要求选择合适的速度，稳定驱动刀具装置1对轴承进行切削。
再如图1所示，本发明的内嵌式轴承切削工具还包括调节刀具装置1的切削位置的进给装置5(或称为进给调节装置)，刀具装置1和驱动装置3均连接在进给装置5上，进给装置5可以横向、纵向、上下对刀具装置1进行调节，找准切削位置，通过进给装置5的调节将刀具装置的加工基准建立在球阀轴套的中心及断面的延长线和平行平面上，使设备更加稳定。本发明中进给装置5采用现有的进给装置即可，故不再对其具体结构进行说明。
如图1、图12、图13所示，具体是，进给装置5的顶部固定连接有连接板8，连接板8，驱动装置3坐于连接板8上，并与连接板8固定连接，也可将刀具装置1也坐于连接板8上。
如图14、图15所示，在另一个具体实施例中，内嵌式轴承切削工具还包括底座6、以及位于底座6外围的安全防护装置7，底座6的顶面形成工作平台61，进给装置5连接在或坐落于工作平台61上，底座6对整个切削工具起到支撑作用。底座6例如为桁架结构，也可采用其他类型的稳固支撑架。
其中，安全防护装置7包括护板和护网，护板例如安装在工作平台61的两侧，操作人员在高处作业时可以站立在护板上保证安全，护网围设在护板周围，进一步保证作业人员的安全。
另外，工作平台61与球阀9之间连接有拉杆62，用于固定底座6的位置，防止底座6在切削过程中发生移位，保证装置的平稳。
采用本发明的内嵌式轴承切削工具，工作前需要做以下准备工作：设备精度校核调整，刀具装置强度校核完善，排屑通畅状态检查调整，以及现场电源检查，并准备好起重工具、电气焊工具。准备工作完成后，启动电机和变速器，选择合适的切削速度，即开始切削。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。