機床導軌爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生機理研究

摘 要：機床導軌爬行現(xiàn)象直接影響著這個機床系統(tǒng)的加工質量，危害很大。該文通過對機床導軌系統(tǒng)的簡易模型研究出發(fā)，通過對振動方程的分析，研究機床導軌系統(tǒng)振動機理，討論導致機床導軌爬行現(xiàn)場產(chǎn)生的原因。同時，針對爬行問題的解決，提出一系列的防治措施和對策。

關鍵詞：機床 爬行現(xiàn)象 摩擦 自激振動

中圖分類號：TG502.15文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0020-01

1 機床導軌爬行的產(chǎn)生機理

1.1 機床導軌給進系統(tǒng)的模型

關于機床導軌給進系統(tǒng)的簡化運動模型如圖1所示。機床的驅動系統(tǒng)一個彈性系統(tǒng)，機床導軌在進行運行的時候，傳送帶驅動體以速度v向左進行勻速的運動。在移動開始的短時間內，因為摩擦阻力的因素影響，質體M是靜止的。驅動彈性系統(tǒng)的彈簧開始壓縮。驅動體移動彈簧壓縮，當移動達到一定距離x0的時候，彈簧的彈性勢能K大于靜摩擦力F的時候，質體M移動。移動后摩擦力發(fā)生變化，由靜摩擦力F向動摩擦力F轉化。由摩擦力的特性可推斷出F

1.2 機床導軌系統(tǒng)爬行運動的微分方程

2 機床導軌爬行問題的防治措施

2.1 改善摩擦特性，減少動靜摩擦系數(shù)之差

2.1.1 導軌材料的選擇

導軌材料可選擇采用摩擦系數(shù)較好的非金屬材料。摩擦特性和材料本身有很大的關系，材料不同，摩擦特性也不同。非金屬材料具有摩擦系統(tǒng)低，防爬性好，動摩擦系數(shù)接近的特點。同時化學穩(wěn)定性和可加工性也比其它材料有優(yōu)勢，而且其工藝簡單，成本也不高?，F(xiàn)在導軌材料的選擇中，塑料材質越來越受到青睞。以這種非金屬材質做成的導軌已經(jīng)在各類車、銑、磨、铇、鏜床上成功的應用，其表現(xiàn)出來的防爬效果良好，受到廣泛的認可。

2.1.2 采用靜壓導軌或者滾動導軌

因為靜壓導軌的壓力油的供給是靠供油系統(tǒng)來完成的。支撐油箱中的壓力通過節(jié)油系統(tǒng)進行調節(jié)，同外載壓力保持壓力的平衡性。這種導軌系統(tǒng)使支撐處在一種純液體摩擦的狀態(tài)下，在任何相對速度下都能夠保持持續(xù)的運轉。就算是速度極低甚至停止的狀態(tài)下仍然能夠保持完全的液體狀態(tài)，因其摩擦系統(tǒng)無論是動態(tài)還是靜態(tài)都很小，所以在速度極低的情況下也不會有爬行現(xiàn)象產(chǎn)生，運動表現(xiàn)非常平穩(wěn)。同時還具有精度高和抗震性好的優(yōu)勢?，F(xiàn)今，靜壓導軌已經(jīng)被采用于老機床的改造任務當中，具有很大的推廣潛力。滾動導軌的運動是依靠滾動體來實現(xiàn)的，動靜摩擦系統(tǒng)也很小，在低速度的運行下也不會產(chǎn)生爬行，但是同靜壓導軌相比，此種導軌成本較高，結構更加復雜，多被應用于高精度要求的機床中。

2.2 提高傳動系統(tǒng)剛性，增大阻尼系數(shù)

系統(tǒng)的剛性增強可使機床導軌在速度較低的情況下也能夠穩(wěn)定的運動?？蓮臋C床導軌的機械傳動系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)兩方面來進行傳動系統(tǒng)的剛性的提高。通過縮短傳動鏈或者選擇使用剛度高的傳動部件。同時注意在系統(tǒng)中安裝有排氣閥，以便于系統(tǒng)中空氣的排出，提高系統(tǒng)的剛性。對液壓部件進行性能修復，來消除爬行現(xiàn)象。另外可在傳動系統(tǒng)中安裝設置阻尼器，增大系統(tǒng)振動的阻尼系數(shù)，達到防治導軌爬行產(chǎn)生的目的。

3 結語

機床導軌出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，其影響的因素是多方面的。機床導軌運行的環(huán)境，工作的各種參數(shù)等等都可能引起導軌爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生。爬行發(fā)生的情況程度各不相同，引起的原因也不同，必須針對爬行發(fā)生的具體原因，進行仔細的研究考察，以根據(jù)不同的原因，采用相對應的防治維修措施，使防爬行的工作獲得良好的效果，從而使機床穩(wěn)定持續(xù)的安全運行，獲得最大的工作效益。

參考文獻

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