重载高精度轧辊磨床头架主轴轴系的分析.pdfVIP

精密制造与 自动化 2011年第4期 重载高精度轧辊磨床头架主轴轴系的分析 程 杰 (上海机床厂有限公司 上海 200093) 摘 要 以重载高精度轧辊磨床头架主轴轴系为研究对象，分析了MK84200／12000一H重载高精度轧辊磨床头架 中的顶尖、皮带轮 以及主轴与皮带轮的连接方式，并进行了计算。通过静力学和有限元分析，介绍了重载高精度 轧辊磨床头架轴系中关键零件的变形和应力分布情况。针对重载高精度轧辊磨床头架主轴轴系中的相关薄弱环 节、重载高精度轧辊磨床头架顶尖所承受的大应力与大变形，制定了改进方案，为今后重载高精度轧辊磨床的二 次设计提供了依据。 关键词 重载 轧辊磨床 头架主轴轴系 顶尖 皮带轮 1 重载高精度轧辊磨床头架主轴轴系的分析 头架结构简图。 数控轧辊磨床，可对冶金工业中的各种大、中 型轧机上的工作辊、中间辊、支承辊进行磨削，完 成对辊面、辊颈、端面等部位的粗磨和精磨。也可 对其它行业中的各种轧辊、压辊及筒类零件、轴类 零件的外圆和曲面进行磨削加工。数控轧辊磨床根 据磨削方式的不同，分为托架支承磨削和顶尖支承 磨削，简称托磨和顶磨。顶磨机床在新制轧辊的生 短锥顶尖 前轴承 皮带轮 主轴 涨紧套 推力轴承 后轴承 产厂家中受到欢迎 ，因为在磨削时不用托架支 承，所以节省了调整托架的辅助时间，从而提高了 图I MK84200／12000．H数控轧辊磨床的头架结构简图 生产效率。 重载轧辊磨床顶磨时的最大工件质量在 20t以 该机床的主要参数如下： 上，重载轧辊磨床头、尾架的回转精度尤为重要，会 最大磨削直径 2000mm 直接影响到机床的磨削精度和磨削效率。为此，对重 最小磨削直径 280mm 载高精度轧辊磨床头架轴系的设计进行了分析，并 最大磨削长度 120001Tim 对可能影响工件回转精度的主轴系统中的因素加以 工件最大重量 100000kg 计算，给出了这些因素的变化趋势，这些工作对生 砂轮规格 (外圆直径 ×宽度 ×内孔直径) 产制造及 以后的二次设计具有指导意义。 1250mtll×150111111×508111111 头架主轴、主轴轴承以及安装在主轴上的传动 工件转速 (无级) 4～5Or／min 件等所组成的部件称之为主轴系统。头架是磨床上 机床工作精度： 的一个重要组成部分，主轴轴系的工作性能对加工 圆度 0．002mm 质量和磨床生产率有着直接影响。在结构上，必须 纵截面内直径一致性 (在 1000mm 长度上) 很好地解决工件的装夹、主轴与轴承的定位、轴承 0．002nlnl 间隙的调整、轴承的润滑、主轴部件的润滑和密 表面粗糙度R 0．1“m 封等部位的影响，同时应考虑所设计的产品应该 MK842o0／12000．H 数控轧辊磨床机床属于典 便于制造、装配和维修，在工作性能上，具有与磨 型的重载高精度轧辊磨床。头架轴系主要由顶尖、前 床使用相适应的旋转精度、刚度、抗振I生、温升、耐 后轴承、主轴、皮带轮及涨紧套构成。目前关于轴 磨性等。