[实用新型]一种用于回转机械定心的可变刚度柔性滚轮装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于回转机械定心的滚轮装置，属于滚轮领域，尤其涉及一种用于回转机械定心的可变刚度柔性滚轮装置。

背景技术

回转机械广泛应用于石化、冶金、煤炭和机械加工等行业，一般是由安装在一条或多条同心环形轨道上回转工作平台、动力装置和若干个用于定心、支撑的滚轮装置构成。滚轮装置分布在轨道内或外侧，与轨道相切，并共同构成回转机械的回转轴。工作过程中，工作平台在动力装置驱动下绕回转轴回转运行，要求滚轮与轨道的作用力尽可能小以降低设备能耗、减小挤压面磨损和设备震动，同时当轨道不圆度和工作平台动态偏移引起的径向位移达到一定数值时，滚轮装置能够迅速产生巨大的反作用力使工作平台快速复位，完成柔性位移补偿。此外，支撑轨道常因工作温度和环境温度变化引起直径变化，从而导致轨道相对滚轮产生径向位移，为此滚轮装置还需提供刚性位移补偿，从而使滚轮重新达到理想位置。

目前常用的滚轮装置主要有以下几种：

刚性支撑滚轮装置是将滚轮通过螺栓等紧固件或焊接等固定方式固定在安装机架上，这种滚轮装置结构简单，成本底，但滚轮位置刚性固定，无法实现位移补偿，一旦轨道径向位移达到一定数值，轨道与部分滚轮将发生严重挤压，造成设备震动，从而导致设备寿命降低，甚至直接破损。

采用高压油缸作位移补偿的滚轮装置具有位移补偿灵活的优点，但其需配备液压站等辅助装置，设备外形结构尺寸大，成本高，设备运行过程中维护与管理繁琐。

采用螺旋弹簧作位移补偿的滚轮装置也可为轨道径向位移提供柔性补偿，但因螺旋弹簧为固定刚度系数，当所需支撑力较大时，所需的螺旋弹簧外形尺寸较大，或者通过较大的位移才能满足支撑要求；一旦工作平台发生偏移，滚轮装置不能迅速产生巨大的反作用力使其快速复位，从而无法满足工作平台较高的回转精度要求。

实用新型内容

为了解决现有回转机械中用于定心的滚轮装置存在的问题，本实用新型提供了一种用于回转机械定心的可变刚度柔性滚轮装置，具有成本低、尺寸小、方便装拆维护等优点，能以较小形变产生较大载荷，从而迅速对因轨道不圆度和工作平台动态偏移等引起的径向位移进行柔性补偿，同时能对温度变化引起轨道直径变化而产生的位移进行刚性补偿。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种用于回转机械定心的可变刚度柔性滚轮装置，包括底座、滚轮、滚轮轴和滚轮支架，滚轮支架上下部均设有U形槽和挡条，所述滚轮轴通过挡条可拆卸固定在滚轮支架上，所述滚轮装置还设有弹性机构、调节机构和固定机构，所述弹性机构包括弹性组件和定位轴，所述调节机构包括调节支撑板、至少两个对称设于调节支撑板上的导向定位螺栓以及位于导向定位螺栓上的第一锁紧螺母、第一调节螺母、第二调节螺母和第二锁紧螺母；所述调节支撑板中央设有与定位轴适配的圆孔，定位轴固定在滚轮支架侧部，且依次穿过弹性组件和调节支撑板，所述滚轮支架、调节支撑板和固定机构上对应均设有导向孔，导向定位螺栓依次穿过滚轮支架、调节支撑板和固定机构，所述第一锁紧螺母和第一调节螺母分别位于调节支撑板外侧和内侧，第二锁紧螺母和第二调节螺母分别位于固定机构外侧和内侧。调节支撑板对弹性组件有支撑作用，通过调节第一调节螺母可为弹性组件提供预变形，当回转中心发生偏移或轨道不圆度引起的轨道径向位移较小时，由弹性组件的预变形部分为设备提供较小的反方向柔性位移补偿。通过调节第二调节螺母，可使调节支撑板、弹性组件、滚轮支架和滚轮同时沿着导向螺栓平移，从而完成对滚轮装置的刚性位移补偿。

作为优选，所述导向螺栓设有四个。

作为优选，所述弹性组件由刚度可变的圆锥形螺旋弹簧、窝卷形螺旋弹簧、碟形弹簧、片弹簧和板弹簧的一种或多种组合而成，能对不同位移产生不同的刚度。

更优选，所述弹性组件为碟形弹簧，刚度可变，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，所需空间较小，同时采用组合使用，具有维修、换装方便的优点。

作为优选，所述固定机构由一个固定板和两个筋板焊接构成，所述固定机构 焊接固定在底座上。

该滚轮装置的工作原理是：当回转平台回转中心发生偏移或因轨道不圆度导致轨道径向位移时较小时，由弹性组件的预变形部分实现位移补偿；当径向位移大于预变形部分时，一侧滚轮与轨道脱离，而反侧滚轮与轨道产生挤压，挤压作用力通过滚轮架传递到弹性组件上，引起弹性组件变形并迅速产生巨大的反作用力，使得轨道和回转平台作反向位移，从而为设备提供柔性位移补偿，完成设备复位。