張大坤

摘要：近年來，我國(guó)機(jī)械工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，機(jī)械市場(chǎng)對(duì)重型機(jī)床、超重型機(jī)床要求明顯提升。為了滿足市場(chǎng)需求，就一定要提升超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床效能，對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。同時(shí)提高超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床加工能力，有利于提高我國(guó)工業(yè)實(shí)力和基礎(chǔ)裝配的制造實(shí)力，滿足我國(guó)冶金業(yè)、電力業(yè)等大型通用、典型零件制作需求。

關(guān)鍵詞：數(shù)控龍門鏜銑床;修復(fù)普通機(jī)床;導(dǎo)軌精度

引言

數(shù)控龍門鏜銑床是一種大型或重型的數(shù)控機(jī)床，它能重載加工、精度高、適應(yīng)面廣，多用于零部件的半精加工和精加工，在重機(jī)、汽車、航空、造船等行業(yè)上應(yīng)用十分廣泛。

在加工時(shí)，事實(shí)上存在的齒輪側(cè)隙會(huì)對(duì)數(shù)控龍門鏜銑床的控制精度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懥慵募庸ぞ?。因此，解決好齒輪傳動(dòng)的間隙消除是該機(jī)床必須面對(duì)的問題。

1超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀

目前，先進(jìn)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床生產(chǎn)國(guó)家以德國(guó)和美國(guó)為主，其中德國(guó)Schiess公司已設(shè)計(jì)并制造超大型屬龍機(jī)床為主，其設(shè)計(jì)并的大型數(shù)控機(jī)床超過30種。國(guó)外超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于，規(guī)格大和穩(wěn)定性、可靠性好，但是價(jià)格也相對(duì)較高。

1.2 國(guó)內(nèi)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀

目前，我國(guó)大多數(shù)投入使用的超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床都為進(jìn)口機(jī)床。我國(guó)機(jī)械企業(yè)對(duì)超大型數(shù)控機(jī)床研究時(shí)間較短，在設(shè)計(jì)上，依托于和國(guó)外先進(jìn)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家的技術(shù)交流，數(shù)控機(jī)床主要零部件也都購買國(guó)外產(chǎn)品，可以說我國(guó)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床發(fā)展前景廣闊，但現(xiàn)狀存在技術(shù)困難。

2數(shù)控龍門鏜銑床優(yōu)化措施

2.1超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床導(dǎo)軌軸分布位置和數(shù)量進(jìn)行了解，考慮到靜壓發(fā)哦會(huì)中廣泛分布于X軸、Y軸、Z軸和W軸中，因此應(yīng)在液壓控制系統(tǒng)中安裝小流量多泵頭，以求為11條導(dǎo)軌提供靜壓油時(shí)能保持均衡、穩(wěn)定流量

液壓控制系統(tǒng)在超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中絕大部分組件中都有應(yīng)用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同組件對(duì)液壓控制系統(tǒng)需求，靈活轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)方案。如果部分組件對(duì)液壓控制系統(tǒng)需求大，那在設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其從主控制系統(tǒng)中分離出來，根據(jù)控制單元分布情況，將液壓控制系統(tǒng)安排在所需部件最近控制單元中。這樣不僅可以降低液壓損失和主油箱消耗，還可以分散主控制系統(tǒng)壓力，提高液壓控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，避免機(jī)械工作出現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作，提高超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床可靠性。

2.2定梁龍門移動(dòng)鏜銑床設(shè)計(jì)和動(dòng)梁龍門移動(dòng)鏜銑床設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)動(dòng)梁龍門移動(dòng)鏜銑床的滑枕式鏜銑頭時(shí)，為了增強(qiáng)主軸動(dòng)剛度性能，可以縮短旋轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度，改變主軸傳動(dòng)形勢(shì)，使其結(jié)構(gòu)更加精密，不僅可以節(jié)約空間，還可以降低溫度，減少滑枕式鏜銑頭變形幾率。同時(shí)為了保護(hù)滑枕式鏜銑頭，提高其使用壽命，可以在主軸內(nèi)部設(shè)置溫度反饋裝置，對(duì)主軸軸承溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并設(shè)置主軸軸承冷卻裝置，當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)溫度過高時(shí)，對(duì)軸承進(jìn)行冷卻，保護(hù)主軸軸承使用安全。

在設(shè)計(jì)定梁龍門移動(dòng)鏜銑床的滑枕式鏜銑頭時(shí)，應(yīng)使用短行程滑枕式鏜銑頭。并在設(shè)計(jì)時(shí)將主傳動(dòng)箱和滑枕式鏜銑頭分離，便于幫助主傳動(dòng)箱轉(zhuǎn)動(dòng)和定位。

2.3柔性調(diào)整法

柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒側(cè)間隙可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法。這種調(diào)整法在齒輪的齒厚和周節(jié)有差異的情況下，仍可始終保持無間隙嚙合。但將影響其傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動(dòng)剛度低。

兩個(gè)相同齒數(shù)的薄齒輪1和2與另一個(gè)厚齒輪嚙合。兩個(gè)薄齒輪套裝在一起，并可作相對(duì)回轉(zhuǎn)。每個(gè)齒輪的端面均勻分布著四個(gè)螺孔，分別裝上凸耳4和8 。齒輪1的端面還有另外四個(gè)通孔，凸耳8可以在其中穿過。彈簧3的兩端分別鉤在凸 耳4和調(diào)節(jié)螺釘5上，通過螺母6調(diào)節(jié)彈簧的拉力，調(diào)節(jié)完畢用螺母7鎖緊。彈簧的拉力使薄齒輪錯(cuò)位，即兩個(gè)薄齒輪的左、右齒面分別緊貼在厚齒輪齒槽的左、右齒面上，從而消除了齒側(cè)間隙。由于正向和反向旋轉(zhuǎn)，分別只有一片齒輪承受扭矩，因此承載能力受到了限制。在設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算彈簧的拉力，使它能夠克服最大扭矩，否則將失去消除間隙的作用。

在我們的實(shí)踐過程中，上述兩類方法一般常用于輕載的或中小型數(shù)控機(jī)床上，而對(duì)于大型或重型數(shù)控機(jī)床如數(shù)控龍門鏜銑中的齒輪，由于其所受負(fù)載大，工作時(shí)會(huì)對(duì)齒輪組的強(qiáng)度和傳動(dòng)剛度造成削弱，常常不允許將齒輪分為兩片，故雙齒片錯(cuò)齒式消除間隙法并不適用。同時(shí)又往往由于結(jié)構(gòu)的限制，傳統(tǒng)的剛性調(diào)整法之消隙方式往往不便實(shí)施。

這時(shí)就只有采用提高傳動(dòng)齒輪精度的方式來減小齒輪傳動(dòng)間隙。（實(shí)際上嚴(yán)格意義上講，側(cè)隙是無法消除的，或者是很難消除的，講減小側(cè)隙更為嚴(yán)謹(jǐn)些，只要將齒輪側(cè)隙控制在允許的范圍內(nèi)即可。）

我們根據(jù)數(shù)控龍門鏜銑床不同部件的工作情況和具體的機(jī)床結(jié)構(gòu)，把齒輪的制造精度提高到六級(jí)或以上，這不僅有利于齒側(cè)間隙的消除，同時(shí)還對(duì)降低齒輪噪音，提高齒輪傳動(dòng)精度都有好處。

事實(shí)上，我們采用的提高傳動(dòng)齒輪制造精度的方式在使用中配合數(shù)控系統(tǒng)的間隙補(bǔ)償功能，完全能將傳動(dòng)間隙的影響降到許可范圍內(nèi)。這不僅可大大的簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減小了加工、裝配的工作量，還十分有利于提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性。

2.4主軸減速箱結(jié)構(gòu)和密封的改進(jìn)

針對(duì)上述密封問題，提出了以下解決方案。對(duì)減速箱體結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，增加了一個(gè)貯油池，完全解決了由于軸承端蓋與箱體結(jié)合部位密封不足所造成的漏油問題。同時(shí)此種結(jié)構(gòu)還能夠使得齒輪、軸承磨損所產(chǎn)生的磨料沉積在貯油池中，防止下端軸承因磨料的攪人而加劇軸承的磨損，確保了軸承的使用壽命。如通過采用“三級(jí)”密封解決輸出軸處的漏油問題。一級(jí)密封是通過在輸出軸的貯油池上端面增加一圓環(huán)臺(tái)階，并在輸出軸上安裝一凹形甩油盤，將潤(rùn)滑油甩出。甩油盤內(nèi)徑安裝有2個(gè)0型密封圈，并隨著輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，O型圈與輸出軸之間是靜摩擦，軸向密封效果不會(huì)因摩擦而導(dǎo)致密封效果降低。為防止有油液沿輸出軸軸向泄漏，采用二級(jí)密封進(jìn)行密封。二級(jí)密封是在軸承透蓋上通過骨架油與0型密封圈的相互結(jié)合進(jìn)行雙重密封，能夠有效防止?jié)櫥驖?rùn)滑液的泄漏。三級(jí)密封是密封的最后一層保證，它是利用一斜凹形甩油盤將有可能滲漏下來的油液甩到滑枕體上密封腔中，此處密封還有另一個(gè)重要作用，即可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承透蓋的密封是否正常（在滑枕體上密封腔的側(cè)面開有出油孔，可每半年或一年查看此口一次，若有油液流出，說明軸承透蓋密封失效，需要更換密封件）。

結(jié)語

主軸減速箱是數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，它是將動(dòng)力機(jī)與主軸聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)增速或減速的機(jī)械傳動(dòng)裝置。由于主軸減速箱結(jié)構(gòu)和密封性設(shè)計(jì)得不合理，往往導(dǎo)致主軸減速箱漏油、滲油，造成潤(rùn)滑油的浪費(fèi)以及環(huán)境的污染。主軸減速箱漏油嚴(yán)重時(shí)，會(huì)因缺油使得減速箱內(nèi)無法正常潤(rùn)滑，加速齒輪的黏合、剝離，造成齒輪損壞，嚴(yán)重的甚至?xí)斐蓹C(jī)械事故。

參考文獻(xiàn)

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