王 偉

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責(zé)任公司設(shè)計院，黑龍江齊齊哈爾161005）

在超大超重型機床的主軸箱平衡系統(tǒng)設(shè)計過程中，由于主軸箱部件重量的限制，主軸箱組件與平衡錘之間在一般的情況下會選擇平衡鏈進行聯(lián)結(jié)。如圖1所示，平衡錘置于立柱內(nèi)部，鏈條支座6分別結(jié)合在主軸箱和平衡錘的上表面上。需要注意的是，鏈條支座6的安裝位置需要處在主軸箱和平衡錘的重心線上，只有這樣才能很好地平衡掉主軸箱組件的重量;鏈條支座3支承兩個鏈輪4安裝在立柱的上表面上，這樣，平衡鏈條5通過兩個鏈輪4將主軸箱組件與平衡錘聯(lián)結(jié)在一起，實現(xiàn)了主軸箱部件的重量平衡。

雖然平衡鏈條5具有承載大，傳動平穩(wěn)等特性，但是由于平衡鏈條5的鏈片與銷軸間是剛性聯(lián)結(jié)，長時間運行后不可避免地會出現(xiàn)磨損或失效等情況的發(fā)生，同時由于其安裝在立柱的上表面，距離地面有一定高度，人員的定期檢查也有一定的困難。而且一旦發(fā)生平衡鏈條5斷裂的情況時，就會給數(shù)控機床造成不可估量的損害。因此，需要對平衡鏈條5增加保護裝置，在平衡鏈條5產(chǎn)生變形或斷裂時，發(fā)出警告，以提醒機床操作者停機檢查，同時更換鏈條。

如圖1a所示，保護裝置的原理是通過在平衡鏈條5外側(cè)安裝一根保護鋼絲繩2，隨平衡鏈條5一起運動，如果平衡鏈條5發(fā)生變形過大或斷裂等情況，保護鋼絲繩2可起到有效的保護作用，使主軸箱組件與平衡錘仍保持聯(lián)結(jié)狀態(tài)，不會對機床造成損害。

具體安裝方法如下:在鏈條支座6的側(cè)面分別安裝保護鋼絲繩支座1、8，其中保護鋼絲繩支座1安裝于主軸箱上表面，保護鋼絲繩支座8安裝在平衡錘的上表面。安裝好后將保護鋼絲繩2通過保護鋼絲繩支座1、8安裝在平衡鏈條5的外表面上。同時為避免保護鋼絲繩2與平衡鏈條5脫離，需要用固定塊7將保護鋼絲繩2與平衡鏈條5緊固住，在平衡鏈條5的長度方向上，順序安裝多個固定塊7（根據(jù)長度具體確定），以使保護鋼絲繩2與平衡鏈條5緊密相連。

由于保護鋼絲繩2在安裝時帶有預(yù)緊，所以不可避免地在運行過程中會產(chǎn)生振動或擺動，僅依靠固定塊7有可能無法完全固定住保護鋼絲繩2，所以需要對保護鋼絲繩2進一步進行限定。如圖1b所示，在支架10上安裝有兩組支承軸承9，圖中的L值為所選擇的保護鋼絲繩2直徑的兩倍，支架10安裝在鏈條支座3的兩端，調(diào)整安裝位置后，使保護鋼絲繩2處于兩軸承的中間位置，這樣可以有效地限制保護鋼絲繩2只能隨平衡鏈條5一起運動，而不會單獨向兩側(cè)擺動;同時也能有效避免固定塊7因受力太大而變形或損壞，進而使保護鋼絲繩2與平衡鏈條5脫開的情況發(fā)生，以確保保護鋼絲繩2能正常工作，起到應(yīng)有的保護作用。

在設(shè)計過程中，為了使保護鋼絲繩2能夠比較靈敏地反應(yīng)出平衡鏈條5的變形狀態(tài)，所以對保護鋼絲繩2只進行了較輕的預(yù)緊，并且完裝時，保護鋼絲繩2是完全不受力的。如圖1c所示，在保護鋼絲繩支座1的側(cè)面安裝有無觸點開關(guān)12和識別塊11，其中無觸點開關(guān)12處于常閉狀態(tài)，通過電氣信號與數(shù)控機床控制面板相連，實時反映無觸點開關(guān)12的接觸狀態(tài)。圖1c中的K值是在裝配時給定的安全距離。如果出現(xiàn)平衡鏈條5發(fā)生變形，使保護鋼絲繩2受拉力產(chǎn)生的變形量超過K值，則無觸點開關(guān)12和識別塊11將分開，使無觸點開關(guān)12處于常開狀態(tài) ，此時機床系統(tǒng)會即時報警，提醒機床操作者平衡鏈條5發(fā)生狀況，需要馬上進行檢查，以有效避免發(fā)生更加嚴重的情況。

綜上所述，由于數(shù)控機床安裝了這套平衡鏈保護裝置，極大地提高了機床的安全性能，在平衡發(fā)生不可預(yù)知的損壞時，能夠即時報警，可有效避免發(fā)生更加嚴重的狀況，節(jié)省大量的維修費用。本裝置已申請專利，專利號為 201220261836.3。