超重型靜壓工作臺的結構設計淺析論文
隨著(zhù)航空、航天、航舶、冶金、礦山、核工業(yè)的不斷發(fā)展，導致國內外市場(chǎng)對超重型、超大型、高精度、高可靠性、高自動(dòng)化數控機床設備的需求劇增，在此市場(chǎng)情況下，研發(fā)超重型加工機床成為機床生產(chǎn)廠(chǎng)家的主要方向。
當今我國生產(chǎn)的工作臺一般采用整體結構，直徑加大后鑄造、起重、運輸均沒(méi)有能力實(shí)現，如果采用兩瓣工作臺結構，在應用到超重型、超大型工作臺時(shí)連接剛度不足，導致加工精度無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。傳統的工作臺導軌都是單圈靜壓導軌，在應用到超重載型、超大型數控機床時(shí)，其承載能力嚴重不足。
為解決上述問(wèn)題，通過(guò)強大三維造型功能的UG軟件對工作臺進(jìn)行三維結構設計，對其原有結構及新結構進(jìn)行分析，并建立數學(xué)模型，指出求解方程的基本假設及技術(shù)條件。針對實(shí)際模型確定影響工作臺承載能力及連接剛度的各種因素、影響規律及影響大小，從而確定最佳參數。筆者所在單位通過(guò)以上分析，開(kāi)發(fā)研制了超大超重型的工作臺。
1 超重型靜壓工作臺的結構介紹
中間圓形工作臺3 裝在兩個(gè)半圓形工作臺1、2 的內孔中，通過(guò)螺釘進(jìn)行連接，楔塊4 放到中間圓形工作臺3與半圓形工作臺1、2的配合斜面處，通過(guò)擰緊螺釘11，使楔塊4向下移動(dòng)，從而使中間圓形工作臺3與半圓形工作臺1、2張緊，保證精密連接，楔塊5 也放到中間圓心工作臺3與半型工作臺1、2的配合斜面處，通過(guò)擰緊螺釘12，使楔塊5向上移動(dòng)，從而使中間圓形工作臺3與半圓形工作臺1、2張緊，保證精密連接，這樣通過(guò)上下擠壓，使三塊工作臺的連接剛度大大增加，在工作臺底座6 上開(kāi)有雙圈靜壓導軌油槽，靜壓油槽連續布置，可以保證承受大載荷。外圈靜壓導軌7 直徑Φ 7 000 mm～Φ 6 200 mm，共有24 個(gè)靜壓油腔連續布置，內圈靜壓導軌8 直徑Φ 3 100 mm～Φ 2 380mm，共有12個(gè)靜壓油腔連續布置，內外圈導軌上各裝有均布的3 個(gè)油膜測厚裝置9 和1個(gè)測量溫度裝置10，將測得溫度信號及油膜厚度信號傳到操縱臺上，隨時(shí)顯示工作臺溫度及油膜厚度，當溫度超過(guò)5℃ 或溫升超過(guò)25 ℃ 時(shí)或油膜低于0.04 mm時(shí)報警，自動(dòng)停止主傳動(dòng)，將工作臺停穩后，關(guān)閉液壓泵電機。
2 靜壓導軌液壓系統
工作臺采用內外圈雙靜壓導軌內圈有12個(gè)靜壓腔，外圈有24 個(gè)靜壓腔。內外圈分別由一套變頻電機驅動(dòng)的單、雙聯(lián)齒輪泵提供靜壓系統用油，經(jīng)高精度等流量齒輪分油器分別注入各油腔，采用單腔單泵式恒流靜壓供油。底座靜壓導軌上均布設有3 個(gè)位移傳感器，可隨時(shí)監控導軌處油膜厚度，因提供靜壓油的液壓泵是由變頻電機驅動(dòng)的，由于承載重量、工作臺轉速、切削力、工作環(huán)境溫度等不同造成油膜厚度的改變，可通過(guò)位移傳感器經(jīng)計算機控制重新修整電機轉速，達到靜壓浮升值的穩定，滿(mǎn)足工作臺承載的高剛度要求。
其中，導軌靜壓系統的保護壓力由溢流閥6 設定，壓力繼電器8 是當壓力異常時(shí)發(fā)出信號。單向閥13 是防止雙聯(lián)泵12 互相串油而設定的。多點(diǎn)齒輪分油器10 是把相應液壓泵的油液等量地分給靜壓油腔。流量發(fā)訊器是監視液壓油是否通過(guò)，如果沒(méi)有發(fā)出通過(guò)信號，工作臺就不能旋轉，否則將研傷工作臺。
3 結語(yǔ)
工作臺在滿(mǎn)足鑄造、起重、運輸要求的前提下，實(shí)現超重型、超大型工作臺的分半聯(lián)接，工作臺導軌采用雙圈靜壓導軌，該項目的研究，一是可帶動(dòng)我國數控機床產(chǎn)品向高精度方向發(fā)展;二是為所服務(wù)的國家重點(diǎn)行業(yè)提供精良的先進(jìn)設備，替代進(jìn)口設備，具有良好的`經(jīng)濟效益;三是可抵制入世對機床產(chǎn)品的沖擊，增強企業(yè)抗風(fēng)險和提高市場(chǎng)競爭能力。
該工作臺的成功研制，為我國的核電工業(yè)、大型盾構機、海洋石油平臺、船舶工業(yè)、礦山、冶金等這些工業(yè)的重型、關(guān)鍵零件的加工提供強有力的保證，促進(jìn)我國工業(yè)的發(fā)展，該工作臺在超重型數控機床市場(chǎng)有廣闊的應用前景。
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