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    超重型靜壓工作臺的結構設計淺析論文

    時間:2021-04-22 12:41:59 論文 我要投稿

    超重型靜壓工作臺的結構設計淺析論文

      隨著航空、航天、航舶、冶金、礦山、核工業的不斷發展,導致國內外市場對超重型、超大型、高精度、高可靠性、高自動化數控機床設備的需求劇增,在此市場情況下,研發超重型加工機床成為機床生產廠家的主要方向。

    超重型靜壓工作臺的結構設計淺析論文

      當今我國生產的工作臺一般采用整體結構,直徑加大后鑄造、起重、運輸均沒有能力實現,如果采用兩瓣工作臺結構,在應用到超重型、超大型工作臺時連接剛度不足,導致加工精度無法滿足使用要求。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,其承載能力嚴重不足。

      為解決上述問題,通過強大三維造型功能的UG軟件對工作臺進行三維結構設計,對其原有結構及新結構進行分析,并建立數學模型,指出求解方程的基本假設及技術條件。針對實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。筆者所在單位通過以上分析,開發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 裝在兩個半圓形工作臺1、2 的內孔中,通過螺釘進行連接,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,通過擰緊螺釘11,使楔塊4向下移動,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,通過擰緊螺釘12,使楔塊5向上移動,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個靜壓油腔連續布置,內外圈導軌上各裝有均布的3 個油膜測厚裝置9 和1個測量溫度裝置10,將測得溫度信號及油膜厚度信號傳到操縱臺上,隨時顯示工作臺溫度及油膜厚度,當溫度超過5℃ 或溫升超過25 ℃ 時或油膜低于0.04 mm時報警,自動停止主傳動,將工作臺停穩后,關閉液壓泵電機。

      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個靜壓腔,外圈有24 個靜壓腔。內外圈分別由一套變頻電機驅動的單、雙聯齒輪泵提供靜壓系統用油,經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 個位移傳感器,可隨時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的,由于承載重量、工作臺轉速、切削力、工作環境溫度等不同造成油膜厚度的改變,可通過位移傳感器經計算機控制重新修整電機轉速,達到靜壓浮升值的穩定,滿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 是當壓力異常時發出信號。單向閥13 是防止雙聯泵12 互相串油而設定的。多點齒輪分油器10 是把相應液壓泵的油液等量地分給靜壓油腔。流量發訊器是監視液壓油是否通過,如果沒有發出通過信號,工作臺就不能旋轉,否則將研傷工作臺。

      3 結語

      工作臺在滿足鑄造、起重、運輸要求的前提下,實現超重型、超大型工作臺的分半聯接,工作臺導軌采用雙圈靜壓導軌,該項目的研究,一是可帶動我國數控機床產品向高精度方向發展;二是為所服務的國家重點行業提供精良的先進設備,替代進口設備,具有良好的`經濟效益;三是可抵制入世對機床產品的沖擊,增強企業抗風險和提高市場競爭能力。

      該工作臺的成功研制,為我國的核電工業、大型盾構機、海洋石油平臺、船舶工業、礦山、冶金等這些工業的重型、關鍵零件的加工提供強有力的保證,促進我國工業的發展,該工作臺在超重型數控機床市場有廣闊的應用前景。

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