本發明涉及一種回轉機構，具體是涉及一種定心回轉機構及應用的裝置，屬于重工機械領域。

背景技術：

現有技術中的大型設備，如堆取料機中的斗輪式堆取料機如能克服現有設備(橋式堆取料機)的無法跨越料場進行工作這一缺點，則必須增加其回轉和升降的功能，換言之，需要如下功能的執行機構：

(1)自身垂直升降或水平運動；

(2)自身回轉運動；

(3)作為承載完成裝配工件或其他設備的共同回轉和垂直升降或水平運動；

(4)軸向承載；

(5)水平安裝時，可同時承受徑向力和垂軸方向的極大扭矩，承載力超強；

(6)各運動方向運動成滾動副。

因此，針對大型重工設備用的可同時滿足平動或升降和定心回轉、且其相應的裝置或結構目前仍屬空白，屬本技術領域的核心技術難點。

技術實現要素：

針對現有技術存在的上述問題，發明人基于多年研究首創提出本發明產品，具體來說，本發明公開了一種定心回轉機構與，可同時實現定心回轉、平動或升降運動，且可對定心部分承重限位起軸承作用。

上述發明目的可通過以下技術方案來實現：

定心回轉機構，包括同圓心套接的定心環和旋轉環，定心環與旋轉環間設有第一滾動組件，定心環、旋轉環和第一滾動組件中心線同軸設置，旋轉環在第一滾動組件導向下以旋轉環內徑為軌道繞定心環旋轉。

優選地，第一滾動組件由多個第一滾動件組成，第一滾動件包括第一滾輪、第一支座和第一軸支座，第一滾輪經第一支座固定連接定心環的外表面，第一滾輪與旋轉環的內表面部分相切。

更優選地，第一滾輪與第一支座間經第一軸支座連接。

優選地，定心環由第一定心環、第二定心環和定心環連接架組成，第一和第二定心環對稱設置且經定心環連接架連接成一體。

更優選地，第一和第二定心環外表面均設有多個第一滾動件，以保證旋轉環的回轉穩定性。

優選地，旋轉環分為與第一和第二旋轉環。

更優選地，第一定心環與第一旋轉環同圓心套接，第二定心環與第二旋轉同圓心套接，每個環體的內表面與第一滾輪部分相切成旋轉導軌。

優選地，第一和第二定心環的內表面和或環體端面設有第二滾動組件，用于實現整個定心回轉機構在回轉運動的同時經第二滾動組件導向下沿回轉方向垂直運動。

更優選地，第二滾動組件由多個第二滾動件組成，第二滾動件由第二滾輪、第二軸支座、第二支座組成。作為一種較佳的實施方式，第一和第二定心環不與定心環連接架連接的兩端部加設多個第二滾動件，以保證整個定心回轉機構運動時的平穩性。

優選地，還包括一第三滾動組件，用于旋轉環的軸向限位，第三滾動組件由多個第三滾動件組成，第三滾動件包括第三滾輪對、軸支座對和第三支座，第三滾輪對分別經軸支座對獨立連接第三支座，第三支座分別獨立的固定連接第一和第二定心環的環體外表面，第三滾輪對夾設旋轉環的第一和第二旋轉環環體兩端。

更優選地，第三滾輪為錐形輪；較佳地，錐形輪較小處近定心環。

作為一種較佳的實施方式，旋轉環夾設該錐形夾輪對之間，換言之，第一和第二旋轉環的兩個端面分別為第三滾輪對的軌道，每一第三滾動件的滾動圓之間隔距離與其相配合旋轉環體導軌厚度方向形成滾動副，從而從而使得該定心回轉機構在實現軸向運動時可同時做回轉運動。

作為一種更佳的實施方式，錐形輪的錐度錐形輪的錐度由回轉速度選定，優選錐形輪速度角母線交匯于所述定心回轉機構的回轉中心點所成角度；以保證第三滾動組件的滾動圓為等線速錐形，可實現該定心回轉機構在轉動時大小端速度角恒等以保證回轉的穩定性和承重剛度。

作為一種較佳的實施方式，為保證運動的穩定性，第一、第二、第三滾動組件的中心線同軸設置，且多個滾動件均沿圓周均勻布置，優選交錯均布。

本發明的另一目的是，通過將上述任一結構的定心回轉機構裝配成一定心回轉裝置，以實現本發明提供的定心回轉機構的應用，具體技術方案如下述：

定心回轉裝置，包括上述任一所述的定心回轉機構和一芯軸，定心回轉機構與中軸同圓心(中心線同軸設置)套裝，定心回轉機構沿芯軸的中心線平行移動；換言之，當芯軸水平地面設置時，定心回轉機構可沿水平方向平動；當芯軸垂直地面設置時，定心回轉機構可垂直升降。

與現有技術相比，本發明提供的定心回轉機構及裝置具有以下優勢：

1)本發明通過同時裝配有第一和第二滾動組件機件同時做回轉運動和直線運動的需求。

2)本發明通過采用各自獨立的運動副組合實現復合運動，使得各部件結構簡單、易于制作、并且維護方便。

3)本發明通過在環體上布置由多個第一、第二和第三滾動件組成的滾動副，在實現機構垂直、回轉定向運動功能需求同時，還滿足在裝配后的大型設備在現場的各個工位下，均能承受由作業時產生的三維空間的載荷。

4)本發明通過采用第二滾動組件，使得配合芯軸以后的直線導軌要求精度降低，易于制作、便于維護。

5)本發明通過將定心回轉機構安裝在有直線運動功能的機件上，帶動第三滾動組件并通過該件使運動部件本體自由度得到約束，亦即實現在任意位置定直線運動和定圓心回轉同時完成。

附圖說明

圖1為本發明提供的定心回轉裝置的裝配剖面圖；

圖2為本發明提供的定心回轉機構的俯視圖；

圖3為本發明提供的定心回轉機構的局部放大圖；

圖4為本發明提供的定心回轉機構的局部放大圖；

圖5為本發明提供的定心回轉機構的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細、完整地說明，但不應視為對本發明的限定。

本發明提供了一種定心回轉機構，分為同圓心套接的定心環10和旋轉環20，定心環10與旋轉環20間設有第一滾動組件30，第一滾動組件30的中心線與定心環10和旋轉環20圓心同軸設置，并通過第一滾動組件30對旋轉環20徑向定位并承載，第一滾動組件30由多個第一滾動件31組成，第一滾動件31包括第一滾輪311、第一支座312和第一軸支座313，第一滾輪311經第一支座312固定連接定心環10的外表面，第一滾輪311與旋轉環20的內表面部分相切，此時，旋轉環20在第一滾動組件30導向下以旋轉環20內徑為軌道繞定心環10旋轉，完成定心回轉運動。作為本實施例的一種較佳的方案，第一滾輪311與第一支座312間經第一軸支座313連接，換言之，滾動(運動)載體布置在第一滾輪內。

為了保證整個定心回轉機構運動時的穩定性及承載的合理性，作為本發明的一種較佳的實施方式，定心環10分別由第一定心環11(上環A)、第二定心環12(下環B)和定心環連接架13組成，第一和第二定心環對稱設置且經定心環連接架13連接成一體，換言之，第一和第二定心環分別固定連接定心環連接架13的兩端；第一和第二定心環外表面均設有多個第一滾動件31，以保證旋轉環的回轉穩定性。相應地，旋轉環20也分為與第一和第二旋轉環，第一定心環11與第一旋轉環21同圓心套接，第二定心環12與第二旋轉環22同圓心套接，每個環體的內表面與第一滾輪311部分相切成旋轉導軌。

此外，第一和第二定心環的內表面設有第二滾動組件40，可實現整個定心回轉機構在回轉運動的同時經第二滾動組件40導向下沿回轉方向垂直運動，即第一滾動組件30中心線方向垂直運動；第二滾動組件40由多個第二滾動件41組成，第二滾動件41由第二滾輪411、第二軸支座412、第二支座413組成；同樣地，滾動(運動)載體布置在第二滾輪內。作為一種較佳的實施方式，第一和第二定心環不與定心環連接架13連接的兩端部加設多個第二滾動件41，以保證整個定心回轉機構運動時的平穩性；也可根據承重或移動的剛度需要加設第二滾動件41，以保證運動的穩定性為準，不應視為第二滾動件41的具體位置唯一性。

值得一提的是，為消除旋轉方向上的徑向偏移，以及旋轉環20隨定心環10一同運動時的線速度差異而產生的軸向位移，換言之，為實施本定心回轉機構可隨同有回轉及軸向運動的功能執行部件同步軸向運動的要求，發明人在上述基礎上加設第三滾動組件50，用于旋轉環20的軸向限位，第三滾動組件50由多個第三滾動件51組成，圖5為第三滾動件的局部放大圖，如圖5所示，第三滾動組件50包括多個第三滾動件51，第三滾動件51包括第三滾輪對511、軸支座對512和第三支座513，第三滾輪對511分別經軸支座對512獨立連接第三支座513，第三支座513連接第一和第二定心環的環體外表面，第三滾輪對511夾設旋轉環20的第一和第二旋轉環環體兩端；其中第三滾輪為錐形輪，相應地，錐形輪較小處近定心環10；故旋轉環20夾設該錐形夾輪對之間，故第一和第二旋轉環的兩個端面分別為第三滾輪對511的軌道，每一第三滾動件51的滾動圓之間隔距離與其相配合旋轉環體導軌厚度方向形成滾動副，從而使得該定心回轉機構在實現軸向運動時可同時做回轉運動。作為一種較佳的實施方式，錐形輪的錐度由回轉速度選定，優選為速度角母線交匯于機構的回轉中心點，以保證第三滾動組件50的滾動圓為等線速錐形；可實現該定心回轉機構在轉動時大小端速度角恒等以保證回轉的穩定性和承重剛度并使得摩擦力為最小值。

作為一種較佳的實施方式，如圖2所示，為保證運動的穩定性，第一、第二、第三滾動組件的中心線同軸設置，且其中滾動件均沿圓周均勻布置，優選交錯均布。

此時，第一滾動組件30(徑向滾動體)滾動圓中心與第二滾動組件40(軸向滾動體)軸向中心點的連線延長線通過旋轉環20與定心環10的旋轉中心點。

在實際應用中，旋轉環與有升降或平動、旋轉功能要求的工件相聯接構成一定心回轉裝置，如圖1和圖2所示，該定心回轉裝置至少有一芯軸60，且芯軸60的橫截面的外周非圓形且與第二滾輪411部分相切；此時與旋轉環20連接的工件可隨旋轉環20轉動，且隨定心環10沿芯軸60移動，當芯軸60垂直地面設置時，工件可升降；當芯軸60平行地面設置時，工件可平動。

最后有必要在此說明的是：上述內容本發明實施方式進行了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。