防止數控機床主軸箱鋼絲繩斷裂的新型結構

徐景新

（齊齊哈爾第二機床廠，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

隨著機械、電子和液壓技術的快速發展，人們對數控機床的安全性、可靠性有了越來越高的要求。這使得對我們機床制造廠家來說安全標準要求也要隨著增高。我廠生產的數控落地式鏜銑床的主軸箱進給結構采用的是平衡錘的結構。即主軸箱通過立柱上的滑輪組和多根鋼絲繩與重錘相聯接，（通常情況下主軸箱的重量與平衡錘的重量基本一致）采用滾珠絲杠副作為進給傳動系統，帶動主軸箱沿立柱導軌上下移動，進行切削加工。但由于制造、裝配的種種情況原因經常有造成連接重錘和主軸箱的鋼絲繩長度不一致，每根鋼絲繩受力不均勻的現象發生。這樣長時間使用經常會有造成鋼絲繩發生斷裂現象發生，給用戶和我廠帶來了很大的損失和不好的影響。通過近幾年的用戶反饋和實踐，我們對原來的結構進行優化和改進，避免了此類事故的發生。同時增加電氣互鎖裝置保證了機床和操作人員安全?，F介紹一下改進后的結構與大家參考分享。

我廠生產的重型落地式鏜銑床主軸箱（Y軸）進給通常采用的是平衡錘結構。但由于主軸箱的體積和重量很大，同時在重切削的情況下，主軸箱的重力平衡系統的負荷也越來越大。主軸箱的重力平衡系統，采用與之重量相當的平衡錘來平衡。主軸箱與平衡錘之間的連接的多是用鋼絲繩，且都在兩根以上，這就存在一個問題。這幾根鋼絲繩的長度無法達到一致，之前采用的是它們與主軸箱和平衡錘簡單的聯接，這樣就存在總是最短的那根受力最大。長的則受力很小，甚至不受力，這種受力不均的現象使得受力大的鋼絲繩過度的拉長，疲勞變形，嚴重影響其使用壽命。如果鋼絲繩斷裂，將嚴重的危機生產安全；造成生命及財產的重大損失。同時當其中有一根鋼絲繩斷裂后沒有檢測不能及時更換，存在很大的安全隱患，為了解決現在的技術背景的不足，我們采用了一種新型的主軸箱配重鋼絲繩斷裂的保護裝置。該裝置解決了兩根鋼絲繩受力不一致的問題，延長了其使用壽命，并且當有鋼絲繩斷裂時可以及時向系統報警，以便及時維修和更換，確保生產安全。新型的技術方案是（如下圖），該機床主軸箱配重包括吊座7、平衡桿5、鋼絲繩1、2等幾部分組成。吊座7固定到主軸箱8上（必須在主軸箱的重心上），吊座內開有安裝有平衡杠桿5的槽，吊座及平衡杠桿上穿有轉軸4，平衡杠桿繞轉軸能夠回轉，平衡杠桿的槽內安裝有一組對稱的滑輪11，滑輪通過軸10與平衡杠桿固定連接，滑輪上分別有鋼絲繩1和鋼絲繩2繞過。上述的平衡機構中平衡杠桿的底面為圓弧面，或者底面中部為圓弧面中部的兩側為坡面，鋼絲繩1與鋼絲繩2上端通過夾板9夾住，保證夾板以上的部分的鋼絲繩的平行。吊座7的兩側分別固定兩個支架3、6，主軸箱上與支架相對應的位置固定有光電是接近開關。當鋼絲繩受力拉伸時，若兩根鋼絲繩的長度不一致時則平衡杠桿將繞轉軸產生偏轉，來補償長度的不一致，最后使得兩根鋼絲繩受力達到一致，這樣兩根鋼絲繩同時受力，且大小相等，避免了受力不均的問題，延長了其使用壽命。同時增加安全保護裝置，一旦發生斷裂，常開的光電開關由于平衡杠桿的偏轉而斷開，及時向數控機床系統報警，以便維修更換，提高安全可靠性。

如上所述，通過以上結構的改進完全杜絕了鋼絲繩受力不均的問題，提高了鋼絲繩的使用壽命，同時增加電氣互鎖提高了機床的可靠性。

[1]徐玉姝.數控機床主軸箱故障診斷的研究及應用.2005-大連理工大學：機械電子工程.