數(shù)控重型臥式車床靜壓中心架的調(diào)整及油膜厚度計(jì)算

陳雪芳 崔鳳有 畢洪穎

摘 要：靜壓中心架在數(shù)控重型臥式車床中屬于定位工件的關(guān)鍵件，定位細(xì)長(zhǎng)軸類工件時(shí)，由于工件自身?yè)隙容^大，為減小變形量，我們?cè)陟o壓中心架設(shè)計(jì)中會(huì)將軸瓦與下面支撐套筒之間設(shè)計(jì)成球面軸承，軸承間采用靜壓卸荷的結(jié)構(gòu)以保證球面軸承的靈敏性，確保加工過程中工件與軸瓦之間的靜壓油膜厚度的穩(wěn)定性。本文主要講述了靜壓中心架的調(diào)整及靜壓油膜厚度計(jì)算，解決實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：靜壓中心架、調(diào)整、油膜、計(jì)算方法

1 靜壓中心架的工作原理及調(diào)整：

靜壓中心架最大的承載能力為150噸。本機(jī)床配有兩個(gè)靜壓中心架下體和兩個(gè)中心架上體，用戶可根據(jù)加工需求更換上體，上下體的連接通過螺栓和定位鍵實(shí)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)管路連接通過快換接頭實(shí)現(xiàn)。中心架下體位于工件床身上，中心架下體在工件床身上的移動(dòng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，到位后由碟簧油缸將中心架卡緊在床身上。中間瓦塊的高低調(diào)整靠中間套筒下面的油缸驅(qū)動(dòng)，油缸外有鎖緊螺母，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母，將中間套筒鎖緊。

為了適應(yīng)大型工件的中心調(diào)整的準(zhǔn)確性，在三個(gè)支承瓦的調(diào)整上還設(shè)有手動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)。當(dāng)支撐工件時(shí)，應(yīng)將卸荷泵（安全壓力設(shè)定在270 Kg/平方厘米）和靜壓泵均打開。如還是感覺調(diào)整操作困難，需重新配研球面瓦和靜壓瓦的各接觸面，即下圖中的A、B面，保證其接觸處的油膜剛度足夠。

中心架工作時(shí)的操作步驟：

本機(jī)床可采用主軸和尾座頂尖頂緊工件后再中心架托起找正中心的方法；也可采用直接利用中心架托瓦將工件找正中心的方法。下面描述的是后一種直接找正的方法。

中心架移動(dòng)：

1、按下中心架體放松按鈕，利用中心架移動(dòng)按鈕將中心架移動(dòng)到目標(biāo)位置（工件架口處），找正位置后按下中心架體夾緊按鈕，此時(shí)夾緊指示燈亮。

2、將第二個(gè)中心架也按上述方式操作。

工件中心高低調(diào)整：

3、利用中間套筒快速升降按鈕將套筒位置調(diào)到距離中心位置較接近的地方（按架口的直徑尺寸計(jì)算）。

4、然后按上述方式再操作另一個(gè)中心架。

5、將工件放在托架上，根據(jù)工件托瓦處的直徑尺寸計(jì)算出距離主軸中心線的高低偏差。打表測(cè)量時(shí)要以中心架的測(cè)量基準(zhǔn)來計(jì)算。

6、然后利用中間套筒慢速升降按鈕操縱套筒的上下位置，將工件中心調(diào)整到接近目標(biāo)值±3mm處。

7、利用螺母鎖緊按鈕將套筒用螺母鎖緊（鎖緊螺母下旋），當(dāng)電流繼電器發(fā)訊后停止。

8、然后按上述5、6、7條所述方式再操作另一個(gè)中心架。

9、到中心架液壓車的后面觀察頂起壓力表的讀數(shù)，根據(jù)其數(shù)值旋動(dòng)液壓閥的旋鈕使用力表的讀數(shù)值下降至原有讀數(shù)的85。

10、利用中間套筒鎖緊放松按鈕進(jìn)行工件的中心調(diào)整。

11、最后利用扳手旋動(dòng)圖中的7進(jìn)行中心的手動(dòng)找正，旋動(dòng)每轉(zhuǎn)工件中心升降的0.03mm，刻度每格為0.005，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床中心的精準(zhǔn)定位。

12、然后按上述9、10、11條所述方式再操作另一個(gè)中心架。

工件中心左右調(diào)整及靜壓的啟動(dòng)：

13、調(diào)整靜壓瓦液壓泵處的流量選擇開關(guān)，根據(jù)工件重量選擇合適的檔位，當(dāng)工件的重量處在哪個(gè)檔位，即將旋鈕旋到相應(yīng)位置，以保證靜壓油膜的穩(wěn)定。然后根據(jù)工件的重量計(jì)算出靜壓中心架軸瓦的壓力值，將四個(gè)油室壓力繼電器根據(jù)計(jì)算后的壓力設(shè)置好。（兩個(gè)中心架可同時(shí)操作）

14、將靜壓多頭泵啟動(dòng)按鈕和軸瓦卸荷油泵啟動(dòng)按鈕均按下。如中心架靜壓調(diào)整指示燈亮了，說明管路有問題，應(yīng)停機(jī)檢查。（兩個(gè)中心架可同時(shí)操作）

2 靜壓油膜的計(jì)算：

下圖為靜壓中心架簡(jiǎn)圖，

1、走臺(tái)蓋板2、分油器3、定位塊4、把合螺釘5浮升油缸6、升降鎖緊螺母

7、套筒手動(dòng)調(diào)整方頭8、套筒定位螺釘9、左側(cè)套筒定位螺母10、右側(cè)套筒定位螺母

11、套筒升降絲杠12、中間套筒13、左右套筒調(diào)整方頭14、左右套筒微動(dòng)調(diào)整方頭

15、卸荷擺動(dòng)瓦16、中間靜壓托瓦17、左右側(cè)頂托瓦18、起吊樁

中間瓦塊的高低調(diào)整由中間套筒下面的油缸驅(qū)動(dòng)。套筒的油缸移動(dòng)都是采用液壓伺服電動(dòng)換向閥調(diào)節(jié)控制，油缸外裝有鎖緊螺母，中間套筒被頂起后，按動(dòng)鎖緊螺母上升的按鈕，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)鎖緊螺母將中間套筒鎖緊。螺母鎖緊后由壓力繼電器發(fā)信，這時(shí)油缸通過減壓閥調(diào)整使其壓力下降（下調(diào)原有壓力的15%），通過點(diǎn)動(dòng)電機(jī)和手動(dòng)微調(diào)方頭來實(shí)現(xiàn)套筒的微量調(diào)整。

在與工件接觸的靜壓支承塊上開四個(gè)油室。由四頭柱塞泵供油。每路上安裝一個(gè)壓力繼電器，四路共用一個(gè)安全閥，壓力調(diào)到27～25Mpa。另外，在四個(gè)油路上裝有蓄能器，當(dāng)在操作過程中，發(fā)生突然停電時(shí)，蓄能器中的油液將自動(dòng)放出，以保證在停電后維持靜壓20秒。支承塊如圖所示

計(jì)算公式如下：

Pr=W/4Ab （1）

Pr—每腔油室壓力

W—負(fù)載（工件重量）

Ab—每腔有效受力面積

式中：Ab=（L+L1）（B+B1）（2）

L，B—為油腔尺寸

L1，B1—為封油邊長(zhǎng)度

Q=P r （h立方）（L/B1+B/L1）6 u t （3）

其中：Q—通過每腔的流量

h—浮升（油膜厚度）

u t—液壓油動(dòng)力粘度（=pv）

根據(jù)工件重量，給定油腔尺寸、泵的流量及液壓油的參數(shù)即可根據(jù)公式（1）、（2）、（3）計(jì)算出每腔油室壓力及工件浮升。

3 小結(jié)

通過中心架的調(diào)整方法及油膜的厚度計(jì)算，來及時(shí)調(diào)整以確保靜壓油膜厚度的穩(wěn)定性，以保證工件加工精度。