机床垂直运动部件重力平衡方法的研究.pdfVIP

研究·开发 机床垂直运动部件重力平衡方法的研究 $ 邱新桥 $ 张桂英 $ 张晨阳 摘 要：给出了 种重力平衡方法，论述了各种平衡方法的工作原理，并以实际应用效果为基础，以部分试验结论为依 1 据，阐明了各种平衡方法的特点及适用范围。 关键词：垂直运动 重力平衡 平衡回路 机床 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： 6 8 O!+%,- $ O!+ $ N $%%% 5 100/ ,%%1 % $ 5 %%0 5 % 机床的垂直运动部件，因重力的作用，向下运动时 机械配重平衡在立式组合机床及油田抽油机上有 的驱动力与重力方向相同，向上运动时的驱动力与重 着广泛的应用，其平衡原理如图 所示。 $ 力方向相反，如果不采取措施对重力进行平衡，不仅影 机械配重平衡的原理比较简单，只需要按运动部 响到部件的运动平稳性，而且传动部件始终承担着运 件的重量配以同等重量的平衡块即可。但需要注意的 动部件的重量，会导致运动部件的单面磨损，影响机床 是，在选择传动件时，应尽量采用链条链轮传动。如果 精度的保持性。此外，如果采用滚珠丝杠传动，由于滚 选用钢丝绳传动，其传动轮的直径应尽量选得大些，不 珠丝杠无自锁功能，当控制系统失电时，运动部件会因 能按有关手册中所查取的钢丝绳传动轮所允许的曲率 重力而下滑，这是不容许的。因此，必须采取措施进行 半径最小值或靠近最小值选取，否则钢丝绳极易疲劳 重力平衡。常用的重力平衡方法有如下几种：机械配重 破坏，造成事故的发生。 平衡，液压平衡，气压平衡及制动器锁紧等。 机械配重平衡的结构简单，工作可靠，不需要经常 性的维修，特别适用于在长期恶劣环境下工作而又缺 $ 机械配重平衡 少维护的机械。例如，辽河油田用于采油的抽油机原来 表 铸铁和聚合物混凝土两种材料特性数据的比较 灰铸铁床身的要大得多，这样就会 1 材料 弹性模量 密度 衰减 比刚度 热膨胀 热传 拉伸 压缩 弯曲 使聚合物混凝土床身的刚度比灰 !# 6 7 ( ) 8 常数 !# 系数 导率 强度 强度 强度 铸铁床身刚度要大，而且两种材料 $( 3 ’ ( )* .# .# .# 的比刚度相差不大，所以说聚合物 灰铸铁 $$% 9- , %- %% $ $2 $, 4 $% 5 2 +, ,% 0+% $% 混凝土床身的动态特性也会比灰 铸铁制造的床身要好。因此很多西 聚合物 % ,- %- %,%+ $1 ,+ 4 $% 5 2 $- $/ 0+ ,% 混凝土 方国家的机床公司使用由聚合物 1 聚合物混凝土床身的性能 混凝土来制造机床的床身，例如：瑞士的斯杜德 （ ）