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、核工業的不斷髮展，導致國內外市場對超重型、超大型、高精度、高可靠性、高自動化數控機床裝置的需求劇增，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。

　　當今我國生產的工作臺一般採用整體結構，直徑加大後鑄造、起重、運輸均沒有能力實現，如果採用兩瓣工作臺結構，在應用到超重型、超大型工作臺時連線剛度不足，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，在應用到超過載型、超大型數控機床時，其承載能力嚴重不足。

　　為解決上述問題，透過強大三維造型功能的UG軟體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，並建立數學模型，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線剛度的各種因素、影響規律及影響大小，從而確定最佳引數。筆者所在單位透過以上分析，開發研製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，透過螺釘進行連線，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，透過擰緊螺釘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，保證精密連線，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，透過擰緊螺釘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，保證精密連線，這樣透過上下擠壓，使三塊工作臺的連線剛度大大增加，在工作臺底座6 上開有雙圈靜壓導軌油槽，靜壓油槽連續佈置，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 個靜壓油腔連續佈置，內圈靜壓導軌8 直徑Φ 3 100 mm～Φ 2 380mm，共有12個靜壓油腔連續佈置，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，將測得溫度訊號及油膜厚度訊號傳到操縱檯上，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 ℃ 時或油膜低於0.04 mm時報警，自動停止主傳動，將工作臺停穩後，關閉液壓泵電機。

　　2 靜壓導軌液壓系統

　　工作臺採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，採用單腔單泵式恆流靜壓供油。底座靜壓導軌上均佈設有3 個位移感測器，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，由於承載重量、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，可透過位移感測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訊號。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透過，如果沒有發出透過訊號，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，工作臺導軌採用雙圈靜壓導軌，該專案的研究，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裝置，替代進口裝置，具有良好的`經濟效益;三是可抵制入世對機床產品的衝擊，增強企業抗風險和提高市場競爭能力。

　　該工作臺的成功研製，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。