CN105215817B - 复杂叶片多接触轮砂带磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂叶片多接触轮砂带磨床，包括底座、立柱、横梁、五自由度工作台和磨头总成组成；五自由度工作台可实现对叶片在空间内五个自由度的磨削控制；磨头总成固定在Z向滑台上；磨头总成的驱动电机通过皮带将动力传输至动力输入摩擦轮系，通过控制三个独立的摩擦轮伸缩气缸，进而将动力选择性地传递至动力输出摩擦轮系中的动力输出摩擦轮，再通过砂带驱动轮带动砂带工作；在换轮气缸、子磨头部件和定位销的共同作用下，实现不同直径接触轮的切换磨削，进而达到换轮磨削的目的。本发明通过预设不同直径的三种接触轮，既可适应尺寸和表面曲率在一定范围内的复杂叶片，有利于批量加工，又能保证表面精度和提高加工效率。且在工作过程中，换轮时间短，磨削效率高。

Description

复杂叶片多接触轮砂带磨床

技术领域

本发明涉及一种磨削加工装置，特别涉及一种复杂叶片多接触轮砂带磨床。

背景技术

叶片类复杂曲面零件是燃气轮机、汽轮机、航空发动机等能源、动力装置的关键零件，其几何精度和表面质量会直接影响能源动力设备的工作效率。对于动力装置来说，叶片型面是决定其效率高低的一个重要因素，型面质量的高低影响其能耗水平。因此，大量的开发研究工作被花在型面型线设计上，以期从流体动力学上提高动力装置的效率，用更小的体积来获得更大的输出功率。这导致叶片型面由直面发展到弧面进而发展到扭曲弧面，型面曲线越来越复杂，叶片加工工艺要求也越来越高。

砂带磨削属于弹性、冷态磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。因加工效率高、应用范围广、适应能力强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受广大用户青睐。在砂带磨削过程中，接触轮的直径大小对材料的去除效率与零件的表面质量有直接影响。从接触轮直径大小方面考虑，直径小的接触轮使砂带与工件接触面积小，单位面积压强大，切除率高，粗糙度值大，而直径大的接触轮磨削效果反之。尤其，当磨削自由曲面时，工件表面不同位置处曲率不一致，为实现余量的高效去除和获得较好的表面质量，接触轮的直径也应适当地做相应的调整。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种复杂叶片多接触轮砂带磨床，本发明通过快速切换不同大小直径的接触轮，以实现在磨削复杂型面类叶片零件时，能提高工件的表面质量和磨削效率的目的。

本发明包括有机床底座、立柱、横梁、X向滑鞍、Y向工作台、Z向滑台、旋转台、叶片装夹工作台、磨头总成、子磨头部件、磨头总成主体骨架、动力输入摩擦轮系部件和动力输出摩擦轮系部件。磨头总成固定在Z向滑台，通过Z向导轨与X向滑鞍相连；X向滑鞍通过X向滑鞍驱动丝杆与X向导轨装配于横梁上，横梁又固联在立柱上方；叶片由卡盘和顶尖固定于叶片装夹工作台上，叶片装夹工作台通过旋转台装配于Y向工作台上；Y向工作台又通过Y向导轨和Y向工作台驱动丝杆固定在机床底座上。

所述的磨头总成，由磨头总成主体骨架、驱动电机、皮带、动力输入摩擦轮系部件、动力输出摩擦轮系部件、传动摩擦轮、摩擦轮伸缩气缸、轴系支座一、轴系支座二、子磨头部件、砂带、挡片和换轮气缸组成。其中，驱动电机通过驱动电机支座固定在磨头总成主体骨架上；动力输入摩擦轮系部件和动力输出摩擦轮系部件分别通过轴系支座一与轴系支座二固定在磨头总成主体骨架上；皮带分别与驱动电机和动力输入摩擦轮系部件的槽轮装配；摩擦轮伸缩气缸通过气缸固定台固定在磨头总成主体骨架上，传动摩擦轮装配在摩擦轮伸缩气缸下端；子磨头部件与磨头支撑板装配，挡片通过螺钉固定在磨头支撑板的一端；换轮气缸一端通过换轮气缸支座固定在磨头总成主体骨架上，一端与子磨头部件相配合。

所述的磨头总成主体骨架，由气缸固定台、气缸支撑板、加强筋、连接肋板、子磨头支撑板、换轮气缸支座、支撑板一、驱动电机支撑板、支撑板二、连接肋板、短轴、惰轮轴、定位销一和定位销二组成；其中，气缸固定台分布在气缸支撑板上，气缸支撑板下方分别是支撑板一、驱动电机支撑板和支撑板二；子磨头支撑板通过连接肋板与上方的支撑板二相连；短轴、惰轮轴、定位销一和定位销二分布在子磨头支撑板上；换轮气缸支座处在子磨头支撑板右侧，驱动电机支撑板下方。

所述的动力输入摩擦轮系部件，由动力输入摩擦轮、轴系支座一、槽轮、输入摩擦轮轴和角接触球轴承组成；其中，输入摩擦轮轴通过角接触球轴承装配在轴系支座一上，其中一端与槽轮配合。

所述的动力输出摩擦轮系部件，由砂带驱动轮、动力输出摩擦轮、角接触球轴承和轴系支座二组成；其中，砂带驱动轮和动力输出摩擦轮同轴固联，再通过角接触球轴承装配在轴系支座二上。

所述的子磨头部件一端装配有接触轮，一端通过短轴与子磨头支撑板配合，同时还与换轮气缸配合，通过控制换轮气缸的伸缩控制子磨头部件的旋转；子磨头部件一端的两侧开有相同的两个销槽，分别与磨头支撑板上的定位销一和定位销二配合来限定子磨头部件旋转的角度范围；挡片固定在磨头支撑板左侧靠近惰轮的位置。

所述的驱动电机通过皮带将动力传动至动力输入摩擦轮系部件，摩擦轮伸缩气缸与传动摩擦轮推杆配合，通过每个气缸的伸缩，使得传动摩擦轮同时接触或离开动力输入摩擦轮与动力输出摩擦轮。

本发明的工作原理为：

机床的磨头总成设计为三个相似的工作模块，在空间上并排分布。每个工作模块都主要由摩擦轮伸缩气缸、输入摩擦轮、砂带驱动轮、动力输出摩擦轮、传动摩擦轮、定位销一、挡片、惰轮、换轮气缸、定位销二、子磨头部件和砂带组成。

其中，每个子磨头部件下方设置一接触轮，接触轮的直径各不相同；当子磨头部件处于竖直状态时，磨头处于工作状态磨削叶片，当子磨头部件处于倾斜状态时，磨头处于不工作状态；三个子磨头部件同一时间只能有一个处于工作状态；驱动电机通过皮带驱动动力输入摩擦轮系转动，传动摩擦轮在摩擦轮伸缩气缸的控制下，与每一对动力输入摩擦轮与动力输出摩擦轮同时啮合或分离，从而与动力输出摩擦轮对应的砂带驱动轮转动或停止，驱动砂带磨削或停止磨削；同一时间只能有一对动力输入摩擦轮与动力输出摩擦轮处于啮合状态，此时，对应的子磨头部件一定处于工作状态磨削叶片；动力输入摩擦轮系部件中的三个动力输入摩擦轮同步转动；动力输出摩擦轮系部件中的三个动力输出摩擦轮独立运动，互不干涉；挡片防止砂带发生掉带；定位销一和定位销二与子磨头部件中的销槽的配合，用来保证工作状态的精度和稳定性；砂带的张紧依靠调节子磨头部件中的调节螺母来实现。

本发明的工作过程为：

机床设置了五个自由度，X、Y、Z三个平动轴和B、C两个旋转轴以适应复杂叶片。三个平动轴分别依靠X向滑鞍、Y向工作台和Z向滑台实现；B轴为工件旋转轴，依靠B向旋转电机、卡盘和顶尖实现，C轴依靠旋转台驱动叶片装夹工作台实现。

初始状态。所有的传动摩擦轮与对应的一对动力输入摩擦轮和动力输出摩擦轮分离，所有的子磨头部件都处于倾斜状态，磨头未工作。

工作状态。若选用最小的接触轮所在的子磨头部件对叶片进行磨削。

第一步，启动驱动电机，通过皮带带动动力输入摩擦轮系部件中的动力输入摩擦轮，使其转动；

第二步，换轮气缸收缩，驱动小接触轮所在的子磨头部件由倾斜状态变为竖直状态，在换轮气缸与销槽和定位销二的共同作用下，保证子磨头部件竖直状态的精确度和稳定性；

第三步，与小接触轮对应的摩擦轮伸缩气缸伸长，通过摩擦轮推杆推动传动摩擦轮下降，直至与相应的动力输入摩擦轮和动力输出摩擦轮同时啮合。因为动力输出摩擦轮与砂带驱动轮是固联的，所以，在将动力传递至输出摩擦轮的同时，也驱动了砂带驱动轮转动，实现与小接触轮所配合的砂带的驱动。其中，砂带的张紧是通过调节子磨头部件中的调节螺母去调节张紧弹簧实现；

第四步，在Z向滑台驱动电机的驱动下，磨头总成下降，开始磨削叶片。期间，通过X、Y、Z、B、C五轴对磨头与叶片间相对位姿的合理调节，实现对叶片的磨削。

换轮状态。若选用最大的接触轮所在的子磨头部件对叶片进行磨削。

第一步，在Z向滑台驱动电机的驱动下，磨头总成上升一定距离；

第二步，与小接触轮所对应的摩擦轮伸缩气缸收缩，通过传动摩擦轮推杆使传动摩擦轮上升，并与相应的动力输入摩擦轮和动力输出摩擦轮同时分离。同时，对应的换轮气缸伸长，驱动小接触轮所在的子磨头部件由竖直状态变为倾斜状态；

第三步，与大接触轮所对应的摩擦轮伸缩气缸伸长，通过传动摩擦轮推杆使传动摩擦轮下降，并与相应的动力输入摩擦轮和动力输出摩擦轮同时啮合，从而实现与大接触轮所配合的砂带的驱动。同时，对应的换轮气缸收缩，驱动大接触轮所在的子磨头部件由倾斜状态变为竖直状态，完成换轮过程；

第四步，在Z向滑台驱动电机的驱动下，磨头总成下降，开始磨削叶片；

最后，叶片加工完成后，在Z向滑台驱动电机的驱动下，磨头总成上升一定距离，驱动所有的摩擦轮伸缩气缸收缩，使所有的传动摩擦轮与对应的一对动力输入摩擦轮和动力输出摩擦轮分离；驱动所有的换轮气缸伸长，使所有的子磨头部件都变为倾斜状态；磨头恢复初始状态。

本发明的有益效果：

1、Z轴采用双电机驱动结构，提高了磨头总成移动的动态响应性能，提高了叶片的加工效率，确保更高的叶片轮廓精度。

2、磨头总成采用并排和分层的设计结构，便于维护。合理利用空间，以减小磨头的尺寸。

3、在磨削自由曲面的过程中，根据工件不同位置处的曲率不同，选择直径变化的接触轮进行磨削加工，相比传统的使用直径不变的接触轮进行磨削加工，这样既能提高切削效率又能提高工件的表面质量。

4、通过配置不同粒度的砂带，可实现对不仅是复杂型面类零件，甚至是平面和回转体类零件的粗磨、精磨的集中加工。同时，五自由度工作台，既可以磨削复杂型面类零件，也可以磨削平面零件和回转体类零件，其加工产品范围广，稳定性好，

5、以三种不同直径的接触轮为一组合，适当搭配直径尺寸，可高效地批量加工不同形状尺寸规格的叶片。对加工对象的适应性强。

附图说明

图1是本发明实施例的轴测图。

图2是本发明实施例的主视图。

图3是本发明实施例的左视图。

图4是本发明实施例的磨头总成轴测图。

图5是本发明实施例的磨头总成主视图。

图6是本发明实施例的磨头总成局剖图。

图7是本发明实施例的子磨头部件装配图。

图8是本发明实施例的磨头总成主体骨架零件主视图。

图9是本发明实施例的磨头总成主体骨架零件轴侧图。

图10是本发明实施例的动力输入摩擦轮系部件装配图。

图11是本发明实施例的动力输出摩擦轮系部件装配图。

图12是本发明实施例的动力传递和驱动原理示意图。

图13是本发明实施例的磨头总成轴测图二。

其中：1—叶片；2—Y向工作台驱动电机；3—立柱；4—横梁；5—X向滑鞍驱动丝杆；6—X向滑鞍；7—Z向导轨；8—X向滑鞍驱动电机；9—X向导轨；10—B向旋转电机；11—Y向工作台；12—Y向导轨；13—机床底座；14—Y向工作台台驱动丝杆；15—叶片装夹工作台；16—旋转台；17—旋转台驱动电机；18—Z向滑台；19—Z向滑台驱动丝杆；20—丝杆支座；21—磨头支架主板；22—Z向滑台驱动电机；23—丝杆螺母；24—砂带；25—接触轮；26—卡盘；27—顶尖；28—气缸固定台；29—摩擦轮伸缩气缸；30—动力输入摩擦轮；31—轴系支座一；32—槽轮；33—皮带；34—传动摩擦轮推杆；35—砂带驱动轮；36—动力输出摩擦轮；37—传动摩擦轮；38—轴系支座二；39—定位销一；40—挡片；41—支撑轮；42—换轮气缸支座；43—换轮气缸；44—定位销二；45—调节螺母；46—张紧弹簧；47—接触轮支座；48—短销；49—销槽；50—磨头支架；51—推杆；52—子磨头支撑板；53—气缸支撑板；54—加强筋；55—连接肋板；56—支撑板一；57—驱动电机支撑板；58—支撑板二；59—短轴；60—支撑轮轴；61—输入摩擦轮轴；62—角接触球轴承；63—驱动电机支座；64—驱动电机；65—磨头总成；66—子磨头部件；67—磨头总成主体骨架；68—动力输入摩擦轮系部件；69—动力输出摩擦轮系部件。

具体实施方式

请参阅图1至图13所示，为本发明的实施例，本发明包括有机床底座13、立柱3、横梁4、X向滑鞍6、Y向工作台11、Z向滑台18、旋转台16、叶片装夹工作台15、磨头总成65、子磨头部件66、磨头总成主体骨架67、动力输入摩擦轮系部件68和动力输出摩擦轮系部件69；磨头总成65固定在Z向滑台18，通过Z向导轨7与X向滑鞍6相连；X向滑鞍6通过X向滑鞍驱动丝杆5与X向导轨9装配于横梁4上，横梁4又固联在立柱3上方；叶片1由卡盘26和顶尖27固定于叶片装夹工作台15上，叶片装夹工作台15通过旋转台16装配于Y向工作台11上；Y向工作台11又通过Y向导轨12和Y向工作台驱动丝杆14固定在机床底座13上。

所述的磨头总成65是由磨头总成主体骨架67、驱动电机64、皮带33、动力输入摩擦轮系部件68、动力输出摩擦轮系部件69、传动摩擦轮37、摩擦轮伸缩气缸29、轴系支座一31、轴系支座二38、子磨头部件66、砂带24、挡片40和换轮气缸43组成，驱动电机64通过驱动电机支座63固定在磨头总成主体骨架67上；动力输入摩擦轮系部件68和动力输出摩擦轮系部件69分别通过轴系支座一31与轴系支座二38固定在磨头总成主体骨架67上；皮带33分别与驱动电机64和动力输入摩擦轮系部件68的槽轮32装配；摩擦轮伸缩气缸29通过气缸固定台28固定在磨头总成主体骨架67上，传动摩擦轮37装配在摩擦轮伸缩气缸29下端；子磨头部件66与磨头支撑板52装配，挡片40通过螺钉固定在磨头支撑板52的一端；换轮气缸43一端通过换轮气缸支座42固定在磨头总成主体骨架67上，一端与子磨头部件66相配合。

所述的磨头总成主体骨架67是由气缸固定台28、气缸支撑板53、加强筋54、连接肋板55、子磨头支撑板52、换轮气缸支座42、支撑板一56、驱动电机支撑板57、支撑板二58、连接肋板55、短轴59、惰轮轴60、定位销一39和定位销二44组成；气缸固定台28分布在气缸支撑板53上，气缸支撑板53下方分别是支撑板一56、驱动电机支撑板57和支撑板二58；子磨头支撑板52通过连接肋板55与上方的支撑板二58相连；短轴59、惰轮轴60、定位销一39和定位销二44分布在子磨头支撑板52上；换轮气缸支座42处在子磨头支撑板52右侧，驱动电机支撑板57下方。

所述的动力输入摩擦轮系部件68是由动力输入摩擦轮30、轴系支座一31、槽轮32、输入摩擦轮轴61和角接触球轴承62组成；输入摩擦轮轴61通过角接触球轴承62装配在轴系支座一31上，其中一端与槽轮32配合。

所述的动力输出摩擦轮系部件69是由砂带驱动轮35、动力输出摩擦轮36、角接触球轴承62和轴系支座二38组成；其中，砂带驱动轮35和动力输出摩擦轮36同轴固联，再通过角接触球轴承62装配在轴系支座二38上。

所述的子磨头部件66一端装配有接触轮，一端通过短轴59与子磨头支撑板52配合，同时还与换轮气缸43配合，通过控制换轮气缸43的伸缩控制子磨头部件66的旋转；子磨头部件66一端的两侧开有相同的两个销槽49，分别与磨头支撑板52上的定位销一39和定位销二44配合来限定子磨头部件66旋转的角度范围；挡片40固定在磨头支撑板52左侧靠近惰轮41的位置。

所述的驱动电机64通过皮带33将动力传动至动力输入摩擦轮系部件68，摩擦轮伸缩气缸29与传动摩擦轮推杆34配合，通过每个气缸的伸缩，使得传动摩擦轮37同时接触或离开动力输入摩擦轮与动力输出摩擦轮。

本实施例的工作过程：

机床设置了五个自由度，X、Y、Z三个平动轴和B、C两个旋转轴以适应复杂叶片。三个平动轴分别依靠X向滑鞍6、Y向工作台11和Z向滑台实现；B轴为工件旋转轴，依靠B向旋转电机10、卡盘26和顶尖27实现，C轴依靠旋转台16驱动叶片装夹工作台15实现。

初始状态。所有的传动摩擦轮37与对应的一对动力输入摩擦轮30和动力输出摩擦轮36分离，所有的子磨头部件66都处于倾斜状态，磨头未工作。

工作状态。若选用最小的接触轮所在的子磨头部件对叶片进行磨削。

第一步，启动驱动电机64，通过皮带33带动动力输入摩擦轮系部件68中的动力输入摩擦轮30，使其转动；

第二步，换轮气缸43收缩，驱动小接触轮所在的子磨头部件66由倾斜状态变为竖直状态，在换轮气缸43与销槽49和定位销二44的共同作用下，保证子磨头部件竖直状态的精确度和稳定性；

第三步，与小接触轮对应的摩擦轮伸缩气缸29伸长，通过摩擦轮推杆34推动传动摩擦轮37下降，直至与相应的动力输入摩擦轮30和动力输出摩擦轮36同时啮合。因为动力输出摩擦轮36与砂带驱动轮35是固联的，所以，在将动力传递至动力输出摩擦轮36的同时，也驱动了砂带驱动轮35转动，实现与小接触轮所配合的砂带的驱动。其中，砂带的张紧是通过调节子磨头部件66中的调节螺母45去调节张紧弹簧46实现；

第四步，在Z向滑台驱动电机22的驱动下，磨头总成65下降，开始磨削叶片。期间，通过X、Y、Z、B、C五轴的合理调节，实现叶片的磨削。

换轮状态。若选用最大的接触轮所在的子磨头部件对叶片进行磨削。

第一步，在Z向滑台驱动电机22的驱动下，磨头总成65上升一定距离；

第二步，与小接触轮所对应的摩擦轮伸缩气缸29收缩，通过传动摩擦轮推杆34使传动摩擦轮37上升，并与相应的动力输入摩擦轮30和动力输出摩擦轮36同时分离。同时，对应的换轮气缸43伸长，驱动小接触轮所在的子磨头部件66由竖直状态变为倾斜状态；

第三步，与大接触轮所对应的摩擦轮伸缩气缸29伸长，通过传动摩擦轮推杆34使传动摩擦轮37下降，并与相应的动力输入摩擦轮30和动力输出摩擦轮36同时啮合，从而实现与大接触轮所配合的砂带的驱动。同时，对应的换轮气缸43收缩，驱动大接触轮所在的子磨头部件66由倾斜状态变为竖直状态，完成换轮过程；

第四步，在Z向滑台驱动电机22的驱动下，磨头总成65下降，开始磨削叶片；

最后，叶片加工完成后，在Z向滑台驱动电机22的驱动下，磨头总成65上升一定距离，驱动所有的摩擦轮伸缩气缸29收缩，使所有的传动摩擦轮37与对应的一对动力输入摩擦轮30和动力输出摩擦轮36分离；驱动所有的换轮气缸34伸长，使所有的子磨头部件66都变为倾斜状态；磨头恢复初始状态。

本实施例的工作原理：

机床的磨头总成65设计为三个相似的工作模块，在空间上并排分布。每个工作模块都主要由摩擦轮伸缩气缸29、输入摩擦轮30、砂带驱动轮35、动力输出摩擦轮36、传动摩擦轮37、定位销一39、挡片40、惰轮41、换轮气缸43、定位销二44、子磨头部件66和砂带24组成。

其中，每个子磨头部件66下方设置一接触轮25，接触轮的直径各不相同；当子磨头部件66处于竖直状态时，磨头处于工作状态磨削叶片，当子磨头部件66处于倾斜状态时，磨头处于不工作状态；三个子磨头部件66同一时间只能有一个处于工作状态；驱动电机64通过皮带33驱动动力输入摩擦轮系68转动，传动摩擦轮37在摩擦轮伸缩气缸29的控制下，与每一对动力输入摩擦轮30与动力输出摩擦轮36同时啮合或分离，从而与动力输出摩擦轮36对应的砂带驱动轮35转动或停止，驱动砂带24磨削或停止磨削；同一时间只能有一对动力输入摩擦轮30与动力输出摩擦轮36处于啮合状态，此时，对应的子磨头部件66一定处于工作状态磨削叶片；动力输入摩擦轮系部件68中的三个动力输入摩擦轮30同步转动；动力输出摩擦轮系部件69中的三个动力输出摩擦轮36独立运动，互不干涉；挡片40防止砂带发生掉带；定位销一39和定位销二44与子磨头部件66中的销槽49的配合，用来保证工作状态的精度和稳定性；砂带的张紧依靠调节子磨头部件66中的调节螺母45来实现。

Claims (1)

1.一种复杂叶片多接触轮砂带磨床，其特征在于：包括有机床底座(13)、立柱(3)、横梁(4)、X向滑鞍(6)、Y向工作台(11)、Z向滑台(18)、旋转台(16)、叶片装夹工作台(15)、磨头总成(65)、子磨头部件(66)、磨头总成主体骨架(67)、动力输入摩擦轮系部件(68)和动力输出摩擦轮系部件(69)；磨头总成(65)固定在Z向滑台(18)，通过Z向导轨(7)与X向滑鞍(6)相连；X向滑鞍(6)通过X向滑鞍驱动丝杆(5)与X向导轨(9)装配于横梁(4)上，横梁(4)又固联在立柱(3)上方；叶片(1)由卡盘(26)和顶尖(27)固定于叶片装夹工作台(15)上，叶片装夹工作台(15)通过旋转台(16)装配于与Y向工作台(11)上；Y向工作台(11)又通过Y向导轨(12)和Y向工作台驱动丝杆(14)固定在机床底座(13)上；

所述的磨头总成(65)是由磨头总成主体骨架(67)、驱动电机(64)、皮带(33)、动力输入摩擦轮系部件(68)、动力输出摩擦轮系部件(69)、传动摩擦轮(37)、摩擦轮伸缩气缸(29)、轴系支座一(31)、轴系支座二(38)、子磨头部件(66)、砂带(24)、挡片(40)和换轮气缸(43)组成，驱动电机(64)通过驱动电机支座(63)固定在磨头总成主体骨架(67)上；动力输入摩擦轮系部件(68)和动力输出摩擦轮系部件(69)分别通过轴系支座一(31)与轴系支座二(38)固定在磨头总成主体骨架(67)上；皮带(33)分别与驱动电机(64)和动力输入摩擦轮系部件(68)的槽轮(32)装配；摩擦轮伸缩气缸(29)通过气缸固定台(28)固定在磨头总成主体骨架(67)上，传动摩擦轮(37)装配在摩擦轮伸缩气缸(29)下端；子磨头部件(66)与磨头支撑板(52)装配，挡片(40)通过螺钉固定在磨头支撑板(52)的一端；换轮气缸(43)一端通过换轮气缸支座(42)固定在磨头总成主体骨架(67)上，一端与子磨头部件(66)相配合；

所述的磨头总成主体骨架(67)是由气缸固定台(28)、气缸支撑板(53)、加强筋(54)、连接肋板(55)、子磨头支撑板(52)、换轮气缸支座(42)、支撑板一(56)、驱动电机支撑板(57)、支撑板二(58)、连接肋板(55)、短轴(59)、惰轮轴(60)、定位销一(39)和定位销二(44)组成；气缸固定台(28)分布在气缸支撑板(53)上，气缸支撑板(53)下方分别是支撑板一(56)、驱动电机支撑板(57)和支撑板二(58)；子磨头支撑板(52)通过连接肋板(55)与上方的支撑板二(58)相连；短轴(59)、惰轮轴(60)、定位销一(39)和定位销二(44)分布在子磨头支撑板(52)上；换轮气缸支座(42)处在子磨头支撑板(52)右侧，驱动电机支撑板(57)下方；

所述的动力输入摩擦轮系部件(68)是由动力输入摩擦轮(30)、轴系支座一(31)、槽轮(32)、输入摩擦轮轴(61)和角接触球轴承(62)组成；其中，输入摩擦轮轴(61)通过角接触球轴承(62)装配在轴系支座一(31)上，其中一端与槽轮(32)配合；

所述的动力输出摩擦轮系部件(69)是由砂带驱动轮(35)、动力输出摩擦轮(36)、角接触球轴承(62)和轴系支座二(38)组成，砂带驱动轮(35)和动力输出摩擦轮(36)同轴固联，再通过角接触球轴承(62)装配在轴系支座二(38)上；

所述的子磨头部件(66)一端装配有接触轮，一端通过短轴(59)与子磨头支撑板(52)配合，同时还与换轮气缸(43)配合，通过控制换轮气缸(43)的伸缩控制子磨头部件(66)的旋转；子磨头部件(66)一端的两侧开有相同的两个销槽(49)，分别与磨头支撑板(52)上的定位销一(39)和定位销二(44)配合来限定子磨头部件(66)旋转的角度范围；挡片(40)固定在磨头支撑板(52)左侧靠近惰轮(41)的位置；

所述的驱动电机(64)通过皮带(33)将动力传动至动力输入摩擦轮系部件(68)，摩擦轮伸缩气缸(29)与传动摩擦轮推杆(34)配合，通过每个气缸的伸缩，使得传动摩擦轮(37)同时接触或离开动力输入摩擦轮与动力输出摩擦轮。