落地镗铣加工中心主轴箱平衡系统研究


数控内外真正落地镗铣兼备工艺面积广、粗加工的精密度高等专科学校特色 。综上所述大公司的 Heavy cut 225 车方机镗铣重要负责大型发电机出线罩、泵壳等大规模部件立体图及孔的加工 。该为进口设备  ,相关资料缺乏  ,运行多年该机 床 Y 轴精度越来越差  ,易诞生 Y 轴与 Z 轴间的纵向度不平衡或“趴行”症状 。分式的运算研究该现状分析由主轴的箱平衡系统调试不佳导致 。在该整修改装过程中 中   ,对机床主轴箱平衡系统进行了较系统的研究  ,并经历了想关的按装方式 。

1      CNC主轴箱取舍设计的基本原理

此机床运用民俗的平衡量锤平衡量系統  ,其格局长为 1 所示  ,仰仗取舍锤的摩擦力对主轴电机箱的摩擦力对其进行取舍 。这种 设备构造的独到之处是设备构造的简略、人工利润高、不要多余的的操控系统 。短处是调测麻烦  ,首选要明确检测的失衡锤、设备的主轴箱的 质量  ,以制定动平衡机锤权重体积与电主轴箱权重体积的比率要不要合 适; 二连接时须要正确重新分配好先后几根链子的拉力 。

2      进给箱稳定平衡平台研究分析

2. 1     测量平衡锤、主轴箱质量

经翻看涉及到的姿料这对于内似的镗铣  ,动平衡机锤的重量应是数控车床主轴箱器件单重的 103%[1] 。关键在于选定什么是服务器床动平衡锤净重体积与主轴轴承箱净重体积的比例表有没适宜  ,在将加工中心解散后  ,使用地磅对平衡锤、主轴箱组件进行了称重 。

计重的结果为: 均衡性锤品质 M1 = 17 900  kg;

主轴电机箱产品 M2 = 17 100  kg;

因此( M1 / M2 ) × 100% = 104. 7% 。

考虑到机床正常运行时主轴箱组件还应加上润滑 油的重量及操作人员的重量  。因此可以认为该机床平 衡锤重量与主轴箱重量的比例是符合要求的 。

图片.png

2. 2     计算、分配平衡链条拉力

2. 2. 1     计算主轴箱重心位置

应用 1 个液压系统千斤顶及 1 个阻力点将机床主轴箱简支  , 通过建立力的平衡方程计算了主轴箱重心的位置 。然后完成衡量  ,算出了丝杆螺母及连条的位子长宽比  ,见图 2、图 3 。

图片.png

通过计算得到主轴箱重心的位置为距端面 1 656

mm 。从图 2、图 3 就能够看到轴箱着重已增加后端开发链条  ,这说明主轴箱将对轨道产生转矩 。

2. 2. 2     计算、分配平衡链条拉力

设主轴箱所产生的转矩为 M  ,从减慢振动力削除

“爬行”现象及提高机床精度的角度考虑  ,需承担量使  M

减小 。联系图 2、图 3  ,组建力及力距失衡方程式正确:

F4  + F5  = 179 000 N                           ( 1)

F5 = F2                                                             ( 2)

F4 = F1                                                             ( 3)

F1  + F2  = G + F3                                              ( 4)

G = 171 000 N   ;                               ( 5)

M = F2 × ( 1. 656 - 0. 575) +F1 × ( 1. 656 - 0. 575 - 0. 53 - 0. 35) -F3 × ( 1. 656 - 0. 575 - 0. 53) N·m ;          ( 6)

联立以上方程得:

M = ( 189 091 - 0. 88F1 ) N·m                 ( 7)

从方程( 7) 都可以发现  ,要尽量使 M 减小或增大肩负着量增大 F1  ,可能 F1 所在位置的链子高度是 F2 所以的链子长宽的两倍  ,从机械强度考虑   ,取:

F= 2. 5F2                                                        ( 8)

联立方程( 1) 、( 2) 、( 3) 、( 7) 、( 8) 得:

F1 = 127 857  N; F2 = 51 143  N; M = 76 576 N·m

2. 3     装配过程中分配链条拉力

在 2. 2 节中已经计算出了每条链条所需承受的拉力大小 。如何通过装配使链条实际受力大小与计算结 果一致成为了难题 。在概述  ,使用把控好裝配时的链条长度差来间接控制力的大小的方法是可行的 。

原因 F1 、F2 大小不相等  ,将导致以下情况:

( 1) 稳定平衡锤生产传动比  ,导至动态平衡锤弯曲并靠在导向导轨上  ,造成链条存在长度差 。

( 2) 力的大小、提升机链板硬度不那样  ,出现两头摩托车链条伸长量不一样 。

这两种情况造成的链条长度差的总和就是装配时 所需的链条长度差 。情况( 1) 的宽度差可可以通过代数计算得到  ,经计算其长度差 ΔX1  = 1. 5  mm 。下文来计算

情况( 2) 的长度差 。

设装配线前链子 1、链条规格 2 的钢度各分为为 K1 、K2  ,伸展量分离为 ΔL1 、ΔL2 。则

ΔL1 = F1 / K1                                                       ( 9)

ΔL2 = F2 / K2                                                   ( 10)

其中 F1 = 127 857 N; F2 = 51 143 N

为了得到链条刚度  ,的使用 Ansys Workbench pc软件对单独链节对模型采取现有元概述( 如图已知 4)  ,得到了单个链节强度 。考虑到链节比例求该  ,通过计算可以得到整根链条的抗弯刚度: K1 = 34 976 N / mmK2 = 17 488 N / mm 。


图片.png  

将计算数据代入方程( 9) 、( 10)  ,得到:

ΔL1 = 3. 66  mm; ΔL2 = 2. 92  mm 。

如此 ΔX2 = ΔL1 - ΔL2 = 0. 74 mm 。

链轮总长宽差 ΔX = Δx1 + Δx2 = 2. 24 mm 。

在裝配时按核算出的的长度差参与裝配、操作之后现  ,Y 轴某项准确度有太大的提生  ,彻底驱除驱除了 Y 轴与 Z轴间保持竖直度不维持想象及“抓爬”想象  ,达到了了回到 Y 轴精度的目的 。

3      结语

镗铣加工中心主轴箱平衡锤平衡系统中  ,平衡锤重量、主 轴箱重心位置、提升机链板硬度等要素对夹头箱承载力条件影响很大  ,同一时间决定性着夹头箱沿 Y 轴的运行精度 。

本文对类似的平衡锤平衡系统进行了较细致的研 究  ,并得到了非常好的维修效用 。而对于内似的动平衡机软件系统均可以采用本文方法进行分析、调试 。


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