一种可闭环调节的浮动垫铁机构

技术领域

本发明涉及机械设备支撑技术领域，具体为一种可闭环调节的浮动垫铁机构。

背景技术

随着工业领域的发展进步，各类大型化设备的使用数量逐步增加，而设备底部的基础支撑更为重要，通常对于设备的底部中间位置的支撑，采用垫铁，利用垫铁对设备底部中间位置进行卸荷。

但是由于机械一体化的需求，所以对于更多大型设备，其底部的尺寸较大，即底部支撑面的长度和宽度都远超一般机械，从而造成一般的垫铁不能够对其进行精准的调整及卸荷处理，导致大型设备中间位置的支撑不稳定，从而导致设备底部基座受力后变形，进而降低了设备的整体刚性，当设备的底部基座受力变形后，极容易导致大型设备内部元器件的加工精度，从而影响加工的精度，对于部分对精度有着极高要求的场合，例如对芯片的加工或者对电池片的贴合精度，都直接影响其成品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种可闭环调节的浮动垫铁机构。

本发明所解决的技术问题为：解决现有技术中机械设备的底部尺寸较大，普通的垫铁不能够对其进行精准的卸荷处理的问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：一种可闭环调节的浮动垫铁机构，包括用于对机械设备进行支撑的球面垫圈，球面垫圈的高度可调，且球面垫圈和机械设备之间的压力通过感应设备获取，球面垫圈和机械设备之间的压力作为对球面垫圈高度控制的参数。

本发明的进一步技术改进在于：球面垫圈安装在顶套上，且球面垫圈和顶套之间设置有用于对其压力进行感应的压力传感器，球面垫圈滑动设置在垫铁座上，且垫铁座和机械设备定位配合。

本发明的进一步技术改进在于：顶套固定安装在油缸的动力端，且油缸的油液流量由减压阀经过液压站、蓄能器控制。

本发明的进一步技术改进在于：球面垫圈安装在支撑凸起上，支撑凸起安装在侧边支撑板上，且侧边支撑板的高度可调。

本发明的进一步技术改进在于：侧边支撑板固定在连接杆上，连接杆和连接支座固定连接，且连接支座远离连接杆的一端固定有倾斜滑块，倾斜滑块和倾斜滑杆滑动连接，且倾斜滑块由推动机构推动。

本发明的进一步技术改进在于：推动机构包括油缸，油缸的动力端固定有铰接基座，铰接基座上铰接有铰接连杆，且铰接连杆远离铰接基座的一端铰接在连接支座上。

本发明的进一步技术改进在于：相邻侧边支撑板之间滑动安装有中间支撑板，中间支撑板和机架滑动连接，且中间支撑板上设置有支撑凸起。

本发明的进一步技术改进在于：中间支撑板侧边固定有侧边滑杆，侧边滑杆远离中间支撑板的一侧固定有侧边滑块，侧边滑块在侧边支撑板内部滑动。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、本申请通过采用若干组球面垫圈对机械设备的底部进行支撑，以实现对机械设备的卸荷作用，当机械设备的中间位置由于重力作用发生形变时，压力传感器检测出球形垫圈所承受的力，并将该力反馈到控制系统中，利用控制系统实现控制球形垫圈的高度，使得球形垫圈向上进行微量的形变，实现对机械设备的支撑，能够在不停机的情况下，将辅助支撑压力值调整到所需值，从而能够节省时间，以及降低工人劳动强度，提高了操作的安全性。

2、本申请在使用时，针对压力传感器获取的球形垫圈所承受的压力，通过调节液压站上的减压阀改变油缸的输出力，进而实现辅助支撑力的实时调节，精准且灵活的实现了设备的有效卸荷，减小了机械设备的形变，提升了设备的整体刚度。

3、本申请通过将压力传感器检测到浮动垫铁终端的接触受力值，并反馈到操作界面，操作者以及安装调试人员可以直观的看到每块浮动垫铁真实的受力情况，为辅助支撑力的设定和调整提供有效的依据。

4、本申请在使用时，通过采用蓄能器可以将浮动垫铁机构调试预设好的压力值保持恒定，同时蓄能器压力补给的高随动性能可以很好的保证机械设备不会因为其他外界因素变化引起的浮动垫铁机构与机械设备之间支撑力变化，同时蓄能器的使用还能很大程度上减小液压站工作负荷，更能获得稳定的浮动支撑效果.

5、本申请在使用时，通过采用本发明中的浮动垫铁机构输出的支撑力通过减压阀调节，压力传感器检测可以达到前期通过有限元对机械设备在不同工况下，分析得出的所需各支撑位浮动垫铁的支撑力值，再随着机械设备运行将操作界面中压力传感器传输的实时压力值与设定标准值对比，有差异部分再通过减压阀调节，压力传感器检测最终达到标准值，循环此操作即可实现多点闭环控制。

6、本申请在使用时，通过采用本发明中的浮动垫铁机构其排布灵活，可以根据机械设备底部筋型、接触凸台等变化随之更改浮动地脚机构布局，同时也可以配合“有限元”分析软件设置浮动地脚机构的放置位置，不受固定地基位置的影响。

7、本申请利用油缸的启动，控制铰接基座进行纵向移动，从而使得在铰接连杆的作用下，推动连接支座进行移动，调整相邻侧边支撑板的距离，进而能够调整侧边支撑板的高度，此时，侧边支撑板在进行纵向高度调整时，能够带动中间支撑板进行纵向移动，在使用时，既能够使得利用中间支撑板对机械设备的底部进行支撑，又能够使得利用侧边支撑板对机械设备的底部进行支撑，保证机械设备支撑的稳定性，此过程中，通过采用一组油缸的作用，能够控制球面垫圈的上表面是平齐的，即使在油缸的启动作用下，也能够使得球面垫圈在对机械设备底部进行支撑时，是稳定的，保证机械设备底面的水平程度。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的浮动垫铁机构剖视示意图；

图2为本发明的液压部分示意图；

图3为本发明的第一安装实施的示意图；

图4为本发明的第二安装实施的示意图；

图5为本发明的第三安装实施的示意图；

图6为本发明的侧边支撑板和中间支撑板的相对位置示意图；

图7为本发明的支撑凸起对机械设备侧边进行限定的位置示意图；

图8为本发明的图7中的A局部结构放大示意图。

图中：1、球面垫圈；2、压力传感器；3、顶套；4、垫铁座；5、油缸；6、减压阀；7、蓄能器；8、液压站；9、机械设备；10、垫铁安装板；11、限位滑杆；12、铰接连杆；13、连接支座；14、连接杆；15、侧边滑槽；16、支撑凸起；17、侧边滑杆；18、安装基板；19、中间支撑板；20、侧边滑块；21、侧边支撑板；22、倾斜限位板；23、倾斜滑块；24、倾斜滑杆；25、铰接基座。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1-8所示，一种可闭环调节的浮动垫铁机构，包括垫铁座4，其中垫铁座4通过垫铁安装板10定位在机械设备9需要支撑卸荷的部位，在垫铁座4上设置有球面垫圈1，其中球面垫圈1和被支撑的机械设备9接触，并对机械设备9起到支撑作用，同时自适用接触偏角的作用，其中球面垫圈1放置在顶套3上，压力传感器2固定放置在球面垫圈1和顶套3之间，用于感应来自球面垫圈1的压力，其中在垫铁座4上固定有油缸5，其中油缸5通过减压阀6连接在液压站8上，通过蓄能器7实现蓄能作用，且液压站8、蓄能器7和减压阀6各自安装，其中油缸5的输出端和球面垫圈1固定安装，利用油缸5实现控制球面垫圈1的纵向移动。

在具体使用时，因为机械设备9工况不同负载也会随着变化，所以本申请中浮动垫铁机构可以针对机械设备9的负载变化，通过调节液压站8上的减压阀6，从而改变油缸5的输出力，进而实现辅助支撑力的不停机调节，进而精准且灵活的实现了机械设备9的有效卸荷，减小了机械设备9的形变，提升了机械设备9的整体刚度。

具体的，机械设备9需要支撑卸荷的部位通过各垫铁座4经垫铁安装板10进行准确定位，所以本申请还包括激光水平仪进行校准，使得球面垫圈1上接触面是登高状态，从而保证对机械设备9底部进行卸荷时，各个球面垫圈1所提供的卸荷力是相同的，保证球面垫圈1卸荷的稳定性，同时球面垫圈1和被支撑的机械设备9接触，对其起到支撑作用的同时，自适应接触偏角的作用。

球面垫圈1放置在顶套3上，压力传感器2固定安装在球面垫圈1和顶套3之间，用于实时检测球面垫圈1的支撑力，并将该支撑力数据发送给操作界面，用于实现对每个球面垫圈1的支撑力数据进行监测，即通过判断机械设备9的底部中间卸荷是否稳定，实现对机械设备9底面是否水平进行监测，保证机械设备9的稳定性。

油缸5固定在垫铁座4上，将被支撑机械设备9基础固定好后，油缸5经减压阀6通过液压站8和蓄能器7开始工作，观察压力传感器2反馈至操作界面的数据，并通过调整减压阀6改变油缸5的输出力，使其达到要求数值即可。本申请的浮动垫铁机构输出的支撑力通过减压阀6进行调节，压力传感器2检测可以达到前期通过有限元对机械设备在不同工况下，分析得出的所需各支撑位浮动垫铁的支撑力值，在随着机械设备9的运行将操作界面中的压力传感器2传输的实时压力值与设定标准值对比，有差异部分再通过减压阀6进行调节，直至压力传感器2检测最终达到标准值，循环此操作即可实现多点闭环控制，进而有效、灵活的实现了机械设备9的有效卸荷，减小基座形变的同时提升了设备整体刚度及精度。

在验证时，可以将有限元分析设定工况为设备上表面受向下载荷400KN，设备中间无垫铁支撑时竖直方向最大形变为0.09mm；

在验证时，可以将有限元分析设定工况为设备上表面受向下载荷400KN，在长8.5m、宽2m设备底座下面中间凸台处共均匀设有16处浮动垫铁机构，每块浮动垫铁机构支撑力设为12KN时，竖直方向最大形变仅约为0.012mm。

通过有限元对比验证可以得出：本发明一种可闭环调节的浮动垫铁机构可以对被支撑机械设备起到真实、有效、准确、可靠的支撑作用，有效防止基座承载受力后产生的形变，提升设备整体刚度及精度。

作为本申请的进一步实施例，本申请在使用时，由于采用多组油缸5单独支撑各个球面垫圈1的作用，实现对机械设备9的中间卸荷作用，但是激光水平仪的水平检测，不仅依赖于激光水平仪的固定安装，还依赖于球面垫圈1在固定位置时，才能利用激光水平仪进行检测。当球面垫圈1在通过油缸5的作用进行纵向移动时，油缸5带动球面垫圈1进行纵向移动的高度可能由于各个油缸5的启动时间等因素进行影响，从而造成各个球面垫圈1的顶部高度存在误差，从而影响对机械设备9的卸荷作用，可能会使得机械设备9的底面发生形变，影响机械设备9的加工精度。

为了解决上述技术问题，所以本申请中采用利用多组球面垫圈1协同纵向移动，实现球面垫圈1的高度始终保持稳定的作用，进而保证机械设备9的底面卸荷分布较为均匀，减少机械设备9底面出现形变的可能性。

所以本申请为了保证各个球面垫圈1的高度，所以本实施例中通过将各个球面垫圈1采用一组油缸5进行控制，使得油缸5的输出高度能够直接控制球面垫圈1的高度，使得球面垫圈1和机械设备9的接触力保持一致。

具体的，本申请中油缸5的输出端固定有铰接基座25，在油缸5的固定套上固定有若干组倾斜滑杆24，其中倾斜滑杆24的端部固定有倾斜限位板22，在倾斜滑杆24上滑动设置有倾斜滑块23，在倾斜滑块23的端部固定有连接支座13，其中连接支座13侧边铰接设置有铰接连杆12，且所述铰接连杆12远离连接支座13的一侧铰接在铰接基座25上。

在使用时，利用油缸5的启动，控制铰接基座25的高度，使得在铰接连杆12的作用下，带动倾斜滑块23在倾斜滑杆24上进行滑动，从而控制连接支座13的高度，使得能够控制在连接支座13上支撑机构的高度，且在本申请中，通过采用一组油缸5的启动，能够控制若干组倾斜滑块23进行纵向移动，从而能够在控制支撑机构进行纵向移动的同时，保证支撑机构的高度是一定的，减小因为若干组油缸5的使用导致的不同输出高度的问题。

其中支撑机构包括连接杆14，在连接杆14的端部固定有侧边支撑板21，其中侧边支撑板21上均匀设置有若干组支撑凸起16，其中支撑凸起16通过压力传感器2连接有球面垫圈1。

在使用时，通过球面垫圈1接触在机械设备9的底部，通过利用压力传感器2进行实时检测，保证每组球面垫圈1均能够对机械设备9的底面进行接触支撑。

由于仅仅采用侧边支撑板21对机械设备9的底部进行支撑时，相邻侧边支撑板21的中间位置存在较大的空置区，导致支撑力的分布不均匀的问题，影响机械设备9中间位置的支撑。

所以在本申请中，相邻侧边支撑板21之间还设置有中间支撑板19，其中中间支撑板19上均匀设置有若干组支撑凸起16，且中间支撑板19分别和侧边支撑板21滑动连接，利用侧边支撑板21的纵向移动，控制中间支撑板19进行纵向移动，为了实现中间支撑板19在纵向上的滑动限位，以保证中间支撑板19始终处于相邻侧边支撑板21之间的中间位置，所以在中间支撑板19侧边固定有安装基板18，安装基板18安装在限位滑杆11上，其中限位滑杆11和机架滑动连接。

在侧边支撑板21进行纵向移动时，带动中间支撑板19进行纵向移动，从而使得中间支撑板19在限位滑杆11的作用下进行纵向移动，能够使得中间支撑板19在中心进行纵向移动，保证中间支撑板19始终位于相邻侧边支撑板21的中间位置。

为了实现侧边支撑板21和中间支撑板19的滑动连接，所以在侧边支撑板21内部开设有侧边滑槽15，其中侧边滑槽15的内部滑动设置有侧边滑块20，在侧边滑块20的侧边固定有侧边滑杆17，其中侧边滑杆17和中间支撑板19固定连接。

本实施例在使用时，首先利用油缸5的启动，控制铰接基座25进行纵向移动，从而使得在铰接连杆12的作用下，推动连接支座13进行移动，从而使得倾斜滑块23在倾斜滑杆24的作用下进行滑动，从而调整连接支座13的位置，使得调整相邻侧边支撑板21的距离，进而能够调整侧边支撑板21的高度，此时，侧边支撑板21在进行纵向高度调整时，能够带动中间支撑板19进行纵向移动，此时侧边滑块20在侧边滑槽15的内部滑动，从而实现中间支撑板19的高度调整，随后在限位滑杆11和机架的滑动连接作用下，能够使得中间支撑板19始终位于相邻侧边支撑板21的中间位置，在使用时，既能够使得利用中间支撑板19对机械设备9的底部进行支撑，又能够使得利用侧边支撑板21对机械设备9的底部进行支撑，保证机械设备9支撑的稳定性。

作为本申请的进一步实施例，本申请中为了保证机械设备9底部的基座的稳定性，当机械设备9由于重力作用以及移动作用，会使得机械设备9底部的基座会产生横向的形变或者基座的位置产生偏移，会影响机械设备9的位置精度，所以本申请通过将支撑凸起16、侧边支撑板21、中间支撑板19以及其推动的连杆机构均作用在机械设备9底部基座的侧边，当机械设备9底部的基座产生形变或者基座的位置产生偏移时，其侧边的支撑凸起16受力，利用支撑凸起16向着中间位置推动或者施加作用力，保证机械设备9较为稳定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。