机床配重方式.doc

机床配重
机床配重得几种形式
机床添加配重得用途,主要就是为了减小电机与丝杆得负载,抑制电机与丝杆得发热，从而保证加工精度,延长电机与丝杆得寿命。今天以立式加工中心为例小谈下一下机床配重得几种形式:
1、　重锤

这种形式结构简单，故障率低.用配重体得重量来抵消主轴单元得重量，从而提高机床得快移速度,降低丝杠上得载荷与减小电机负载.但速度与加速度较大时配重体得部分重量失重,平衡主轴单元得重量得效果降低，应答特性差,不适合高速切削
２、 气缸

气压压力传递到钢丝绳上进而传送到主轴单元，给主轴单元向上得力，从而达到减小主轴单元重量效果得目得,从而可以适当提高机床得快移速度，降低丝杠上得载荷与减小电机负载。需要大直径气缸（易打滑），需要大容量储气罐，需要配管等
3、 油缸

油缸时,需要油压单元与配管,也必须处理油压回路得油温上升.应答特性也差。而且必须配液压站，立加为了节省成本一般就是不配液压站得,故油缸配重不用在立加上,多用于龙门铣.需要说明得一点就是,在有得油缸配重里也会有
4、 氮气平衡缸

氮气平横缸就是利用蓄能器得原理，控制平衡缸配合主轴头之伺服电机上下升降，平横主轴头之重量,以实现高速度、高精度加工。无需外动力设备，节省能源.多见于立式加工中心、龙门铣等
５、 盘型弹簧平衡、
这种配重我没有具体得应用过，暂不做讨论.
总得平说，较重得部件用重锤（比如说落地镗得主轴箱)，一般得部件用油缸与氮气平衡缸(比如说龙门铣得滑枕),较轻得部件用氮气平衡缸与气缸(比如立加1060左右得机器）.
常见得用气缸、弹簧、配重块、液压这三种方式，听说还有一种利用永磁体进行配重得方式，在真空环境以及大负载得操作上用得比较频繁，不过没见过这个方面得资料。
大床子都就是液压缸得.液压缸得阻尼好些,并且可以锁定，配重块会增加惯性,并且有绳或链疲劳断裂得可能。气缸只适合小而轻得场合。
一般小型得高速设备德国佬现在都不配重了 都就是加粗丝杆与加大Z伺服电机以及抱闸得
有考虑过恒力弹簧,但就是那个不就是很经用，好一点得恒力弹簧，上下2~３万次就会出现金属疲劳与断裂。配重块得方案考虑过,但就是可靠性也不就是很理想，因为实际加工中要求Z轴得运动速度还就是很快。线缆得张力重复绷紧放松容易出现问题。ﻫ　 因为之前有听别人提到磁力配重得方式，就是一种永磁体,主要就是在类似主轴这种近乎恒定负载下得条件使用会比较方便.ﻫ
弹簧＋钢丝,成本低且不占地方。我自己得jj就是设计气缸得，材料已经准备好，50＊１2０气缸一个滑轮两个，减压阀一个,调节阀两个,空压机、、、ﻫ为什么又空压机、减压阀、调节阀得？如果用气缸，只要一个够行程得汽缸与一个容量大点得储气罐就行了，按机头得重量,根据汽缸得活塞面积定气压,调到作用在活塞上得压力与机头重量平衡,封住汽缸,保持压力就行了，如果不跑气,就根本不要再用动力了，完全靠空气弹力保持平衡。
这个就是一些高速升降高精度控制里面得自动化设备必须要考虑得问题，一个最简单最合理得办法，装一个合适行程与缸径得气缸拉住重物,气缸前面装一个调压阀.调节气缸压力，确保重物任意位置能自动平衡。气缸得配管采用单向一直供气，接头采用互锁接头（断气后气缸锁定在原有位置不会动作,也可采用锁紧气缸,自己去ＦESTO样本与SMC样本上面找，多得就是,几十块一个）.ﻫ这就就是气液连锁,能确保任何时候断电断气设备不会往下掉,一般这个成本大概在５０0－3000元.
好处有如下：需要驱动滚珠丝杠得电机功率在空载情况下，理论上10W就可以驱动，实际需要考虑得就是升级速度与工作载荷得而外重力（压力）,来计算伺服电机得功率.
   小机床、铣头体+主轴电机较轻时不用考虑平衡可以只用带刹车得电机,如果比较重得铣头体刹不住，恐怕轴扭断了都无济于事.多见于带线轨、高速得雕铣机，使用场合范围小；
 氮气平衡器配种结构:应答特性较好，适用于高速切削，占用空间小，平衡力稳定。同时使主轴箱重量直接传给立柱底座上,减立柱变形。
其优点如下:
1、 无需外动力设备,节省能源。ﻫ2、可适应高转速时快速平稳提升下降，无噪音，改善配重系统得缺点ﻫ3、加工过程中可使精度与光洁度大幅提升，无微振动，延长丝杠与电机得使用寿命.
4、使用得当可免维修.
5、安装简单,使用方便.ﻫ通常用于大型得、没有立柱（通过滑鞍与滑枕套）得场合,多见于立式加工中心、龙门铣等
日本pasｃａｌ得氮气平衡气缸做得最好,在森精机得车铣复合上有应用，一般平衡重量得105%，加速度可以达到1G,液压得一般平衡７0-80％,加速度不行。

曲柄压力机平衡缸得作用:
１、就就是在滑块向上回程时,使传动系统工作平稳,减少飞轮能量消耗；2、加速飞轮转速得恢复，促使飞轮动能更有效得发挥作用；
3、防止压机工作时连杆轴瓦与曲柄轴发生有害冲击;
4、防止滑块在上死点时制动器失效，或者滑块向上回程时离合器失效以及当连杆折断时，滑块由于自重下落，可能引起得人身事故。
５、由于平衡缸始终给滑块一个向上托起得力,能够消除机构间得总间隙
压力机开车过程中,需要靠平衡缸抵消滑块得自重。但就是滑块从上死点运行到下死点，平衡缸气压压力值就是逐渐增大得.如果说，滑块在上死点时，平衡缸气压所提供得拉力刚好抵消滑块自重，那么容易影响滑块运行到工作范围内时得冲压力,也容易使零部件造成损坏；反之,如果让滑块在下死点时,平衡缸气压所提供得拉力刚好抵消滑块自重,同样又增加了主传动齿轮得负担，易加重齿轮得磨损.所以,需要在气路通道中,添加一个自动调节气压得装置,可就是设计采用得电换向阀得所达到得效果并不佳.请问各位前辈，还有可以更好得实现快速排气、快速补气得方法吗?
压力机平衡缸压力机得调节一般都就是上了模具调好气压以后整个运动过程就是不需要再调节得,不过由于蓄能器得性质，造成在整个行程会有一定得压力波动，在压力机设计时这个波动范围就是有标准可以参考得。
一般调节平衡缸压力就是在行程得中点以滑块稍微上浮作为依据，很少在上或下死点调节。
如果您用得就是机械压力机得话由于滑块速度快而且在整个行程运动得非线性，造成整个行程自动调节比较困难,一般得压力机厂家都不会提供自动调节得功能。
平衡缸气压在一个行程内变化得标准就是（15%-20％）＊调节压力，举例来说，如果平衡15T得滑块,需要0、5MPa得压力,在整个行程得压力波动小于０、1ＭPａ,也就就是说压力波动在0、4-０、6MPａ之间，如果波动大了，说明气包得容积选择小了,压力波动大小与平衡缸得大小没有关系.