超重型机床主轴箱平衡链保护装置

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Protection device for headstock counterbalance chain in ultra-heavy duty machine toolsW ANG Wei(Qiqihar No.2 Machine Tool(Group)Co.，Ltd.，Qiqihar 161005，CHN)Abstract：One type of protection device for headstock counterbalance chain is introduced in this paper and bymeans of which，the machine tool is effectively prevented from the damage due to sudden break of court-terbalance chain。

Keywords：Headstock；Counterbalance Chain；Protection Device在超大超重型机床的主轴箱平衡系统设计过程中，由于主轴箱部件重量的限制，主轴箱组件与平衡锤之间在-般的情况下会选择平衡链进行联结。如图 1所示，平衡锤置于立柱内部，链条支座6分别结合在主轴箱和平衡锤的上表面上。需要注意的是，链条支座6的安装位置需要处在主轴箱和平衡锤的重心线上，只有这样才能很好地平衡掉主轴箱组件的重量；链条支座3支承两个链轮4安装在立柱的上表面上，这样，平衡链条5通过两个链轮4将主轴箱组件与平衡锤联结在-起，实现了主轴箱部件的重量平衡。

虽然平衡链条 5具有承载大，传动平稳等特性，但是由于平衡链条 5的链片与销轴间是刚性联结，长时间运行后不可避免地会出现磨损或失效等情况的发生，同时由于其安装在立柱的上表面，距离地面有-定高度，人员的定期检查也有-定的困难。而且-旦发生平衡链条5断裂的情况时，就会给数控机床造成不可估量的损害。因此，需要对平衡链条 5增加保护装置，在平衡链条 5产生变形或断裂时，发出警告，以提醒机床操作者停机检查，同时更换链条。

如图 1 a所示，保护装置的原理是通过在平衡链条5外侧安装-根保护钢丝绳 2，随平衡链条 5-起运动，如果平衡链条 5发生变形过大或断裂等情况，保护钢丝绳2可起到有效的保护作用，使主轴箱组件与平衡锤仍保持联结状态，不会对机床造成损害。

具体安装方法如下：在链条支座 6的侧面分别安装保护钢丝绳支座 1、8，其中保护钢丝绳支座 1安装于主轴箱上表面，保护钢丝绳支座 8安装在平衡锤的上表面。安装好后将保护钢丝绳 2通过保护钢丝绳支座 1、8安装在平衡链条 5的外表面上。同时为避免保护钢丝绳 2与平衡链条 5脱离，需要用固定块 7将保护钢丝绳2与平衡链条 5紧固住 ，在平衡链条 5的长度方向上，顺序安装多个同定块 7(根据长度具体确定)，以使保护钢丝绳 2与平衡链条 5紧密相连。

由于保护钢丝绳2在安装时带有预紧，所以不可与气动，2010(10)：41-43。

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第-作者：钱善华，男，1980年生，主要研究方向为材料摩擦学、特殊工况下润滑材料与技术。

(编辑 谭弘颖)(收稿 日期 ：2012-10-18)文章编号：130309如果您想发表对本文的看法。请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。

3(a) (b) (c)1、8-保护钢丝绳支座；2-保护钢丝绳；3、6-链条支座；4-链轮；5-平衡链条；7-固定块；9-支承轴承；1o--支架；-识别块；12-无触点开关。

图1装置示意图避免地在运行过程中会产生振动或摆动，仅依靠固定块7有可能无法完全固定住保护钢丝绳 2，所以需要对保护钢丝绳2进-步进行限定。如图 1b所示，在支架 10上安装有两组支承轴承9，图中的，J值为所选择的保护钢丝绳 2直径的两倍 ，支架 10安装在链条支座3的两端，调整安装位置后，使保护钢丝绳 2处于两轴承的中间位置，这样可以有效地限制保护钢丝绳 2只能随平衡链条 5-起运动，而不会单独向两侧摆动；同时也能有效避免固定块 7因受力太大而变形或损坏，进而使保护钢丝绳 2与平衡链条5脱开的情况发生，以确保保护钢丝绳 2能正常工作，起到应有的保护作用。

在设计过程中，为了使保护钢丝绳 2能够比较灵敏地反应出平衡链条 5的变形状态，所以对保护钢丝绳 2只进行了较轻的预紧，并且完装时，保护钢丝绳2是完全不受力的。如图 1e所示，在保护钢丝绳支座 1的侧面安装有无触点开关 l2和识别块 11，其中无触点开关 l2处于常闭状态，通过电气信号与数控机床控制面板相连，实时反映无触点开关 12的接触状态。图1C中的 值是在装配时给定的安全距离。如果出现平衡链条 5发生变形，使保护钢丝绳 2受拉力产生的变形量超过 K值，则无触点开关 12和识别块 11将分开，使无触点开关 l2处于唱状态 ，此时机床系统会即时报警，提醒机床操作者平衡链条 5发生状况，需要马上进行检查，以有效避免发生更加严重的情况。

综上所述，由于数控机床安装了这套平衡链保护装置，极大地提高了机床的安全性能，在平衡发生不可预知的损坏时，能够即时报警，可有效避免发生更加严重的状况，节省大量的维修费用。本装置已申请专利，专利号为201220261836.3。

作者：王伟，男，1980年生，工程师，主要从事落地铣镗床及其功能部件的开发与研究工作。

(编辑 余 捷)(收稿日期：2012-08-09)文章编号；1303狮如果您狠发表对本文的看法。请将文章编号填入读者意凳清查表中的檑应位置。

· 名词解释 ·CAD CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。CAD还包含：电气 CAD、外贸结算CAD、加拿大元、冠状动脉性心脏并计算机辅助诊断、服装 CAD等含义。

CAE -指工程设计中的计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而 CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构(固体)、流体、电磁等。另外，也指高级英语证书(CAE)，是英语使用人士的高级而权威的资格证明，英国多数大学都承认CAE符合入学英语条件。

LOD Levels of Detail，意为多细节层次，LOD技术指根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算。