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落地式鏜銑床主軸箱的液壓平衡機構
發布時間:2019-03-11 13:23:46 瀏覽次數:977次

汽車、航空航天、造船、軍工、通用機械等行業的飛速發展,落地式鏜銑床應用越來越廣泛,其加工的工件尺寸越來越大,工作行程越來越長。

目前,落地式鏜銑床常用的主軸箱組件平衡系統通常采用重錘平衡的結構,以減小主軸箱組件上下移動時的慣性和沖擊,但該結構存在著重量重,結構龐大,慣性大,從導致動態響應差,如果采用油缸平衡系統可以解決重錘平衡的弊端,作到結構緊湊、慣性小、動態響應好,但是落地式鏜銑床主軸箱 Y向行程一般在 3 ~ 5 米 , 這就要求油缸活塞的行程也可以滿足,而細長型的油缸不論是制造精度、活塞桿的穩定性,還是安裝空間都存在一定的困難。

包括定滑輪 1、定滑輪座 5、動滑輪、油缸 3 和蓄能器組件 4,兩個定滑輪座 5 安裝固定在機床主體的上端,定滑輪座 5 上并排安裝有兩個定滑輪 1,油缸 3 豎直安裝在機床立柱內,油缸 3 的上端連接有動滑輪安裝座 8,動滑輪安裝座 8 中上下分別安裝有上動滑輪 2 和下動滑輪 10,上動滑輪 2 和下動滑輪 10 的外側分別繞有 2 根鋼絲繩 7,上動滑輪 2 上的鋼絲繩 7 往上繞過布置在機床立柱頂上左邊兩個定滑輪 1 后通過連接件 6 與機床主軸箱 11 左側頂端相連,下動滑輪 10 上的鋼絲繩 7 往上繞過布置在機床主體頂上右邊兩個定滑輪 5 后通過連接件 6 與機床主軸箱 11 右側頂端相連,油缸 3 一側的機床主體上安裝有蓄能器組件 4,蓄能器組件 4 通過油管與油缸 3 的上端相連,油缸 3 的下端通過關節軸承座 9 與機床主體固定連接。

蓄能器組件 4 包括儲氣瓶 41、蓄能器 44 和安裝架 42,蓄能器 44 豎直安裝在安裝架 42 內部中間位置,蓄能器 44 的兩側均勻并排地安裝有若干個儲氣瓶 41,蓄能器 44 和儲氣瓶 41 的上端都通過氣管相互聯通,安裝架 42 的外壁上安裝有氣壓傳感器 43 和油壓傳感器 49,所述的氣壓傳感器 43 通過信號線與連接蓄能器44 和儲氣瓶 41 的氣管相連接,油壓傳感器 49 通過管線與連接蓄能器 44 和油缸 3 的油管相連接,蓄能器 44 的下端連接有出油口 48,出油口 48 通過油管與油缸 3的上端相連,其中一個儲氣瓶 41 的下端連接有氮氣充氣口 45。

關節軸承座 9 包括通軸 96、關節軸承 91 和底座 95,底座 95 安裝固定在機床主體的下端,底座 95 的上側中間開有缺口,缺口中安裝有油缸連接塊 90,通軸 96 從底座 95 的側面穿過底座 95 和油缸連接塊 90,通軸 96 的中間外側安裝有關節軸承 91,關節軸承 91 通過其外側的過渡套 94 與油缸連接塊 90 相連接,過渡套 94 側左側與油缸連接塊 90 之間安裝固定有端蓋 92,關節軸承91 左側的通軸 96 的外側安裝有軸套 93。

蓄能器組件4的下端布置有安全截止閥組46,安全截止閥組46與蓄能器 44 下端的進油口相連,安全截止閥組 46 的下端布置有高壓定量液壓泵 47。
平衡力計算
主軸箱組件的重量 11ton; 主軸箱快移速度 12m/min; 主軸箱行程 3000mm; 平衡力的波動 e=3%。平衡力 F=2*11=22(ton), 油缸有效面積 A=106(cm^2)。
油缸行程在中間位置時平均壓力是
P0=F/A=22000/106=207.5(bar) ;
最大油壓 Pmax=P0*(1+e/2)=207.5*(1+0.03/2)=210.6(bar) ;
最大平衡力 Fmax=Pmax*A=210.6*106=22.32TON ;
最小油壓 Pmin=P0*(1-e/2)=207.5*(1-0.03/2)=204.4bar ;
最小平衡力 Fmin=Pmin*A=204.4*106=21.67TON ;
油缸的行程 =3000/2=1500mm ;
有效容積 Q=106*150=15900(cm^3)=15.9L ;
全行程蓄能器氣體的變化量⊿ V=Q*K=17.5L;(K=1.1) ;
蓄能器所需總容積 V= ⊿ V/e=583L;( 設 e=0.03) ;
故選用 100L 蓄能器 1 件和 100L 氣瓶 5 件。
活塞快移速度 12/2=6m/min, 通過油液和氣體的流量和流速計算,確定油缸進油口通徑≥ 23mm,管道通徑≥ 16mm,故選用通徑為 25mm 的油管和通徑為 20mm 氣體管道。

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