一种龙门机床Y向滑动导轨滑鞍卸荷装置的介绍

王陈伟

（江苏新瑞重工科技有限公司，常州 213100）

一种龙门机床Y向滑动导轨滑鞍卸荷装置的介绍

王陈伟

（江苏新瑞重工科技有限公司，常州 213100）

本文介绍一款应用于龙门机床Y向滑动导轨的滑鞍卸荷装置。通过应用该装置，可使机床横梁上导轨的运动方式由单一的滑动模式变为滚滑复合方式，降低导轨的摩擦系数，减轻横梁上支承导轨的负荷，达到机床滑鞍卸荷的目的。

龙门机床 滑鞍 卸荷

引言

在大型龙门加工中心中，由于Y、Z坐标的运动元件及主传动部分都比较重，载荷较大，导轨摩擦系数大，导轨耐磨性和精度降低，以至机床精度降低，低速运动的平稳性降低，容易出现低速爬行状况等。而在龙门机床Y轴滑鞍上增加一款卸荷装置，可以有效减轻支承导轨的负荷，降低导轨的摩擦系数，从而提高导轨的耐磨性和低速运动的平稳性，减少或防止爬行状况的发生，提高导轨的运动精度。

1 实施方式及机械原理结构介绍

下面以江苏新瑞重工科技有限公司XH2130动粱式龙门机床Y向滑动导轨为例，对没有增加卸荷结构和增加卸荷机构的机械原理进行介绍。江苏新瑞重工科技有限公司XH2130动粱式龙门机床滑鞍及滑枕主轴的正压载荷约为120000N。

首先，在未使用该卸荷装置时，如图1所示，机床滑鞍及滑枕主轴安放于机床横梁上后，通过调节图1中B放大视图中的12贴塑镶条，调整13基准滑动导轨下测面与11滑鞍之间的间隙（图1中C放大视图中所示），一般将间隙调至0.02～0.03mm即可。此时，滑鞍及滑枕主轴等正压力均由12贴塑镶条和13基准滑动导轨来承受。由于是滑动摩擦，摩擦阻力大易出现低速爬行、重复定位精度低等情况。

而当该机床安装卸荷装置后，如图1所示，机床滑鞍及滑枕主轴安装于机床横梁上后，首先调节12贴塑镶条，使13基准滑动导轨下侧面与11滑鞍之间的间隙控制在0.06～0.08mm；然后将4调心滚子轴承与7隔套通过6轴固定在3轴上，放入11滑鞍上的安装孔内；4调心滚子轴承与8滑动导轨上端面贴合（4调心滚子轴承可以吸收不同方向的力），5限位螺钉通过11滑鞍上的螺纹孔拧入3轴上的槽内，限制其径向转位；9碟形弹簧（规格50×25.4×3共6片，两两叠加共3组）如图通过3轴上端突出轴导向放置于3轴的端面上，2压盖通过10内六角螺钉安装在11滑鞍上；1调节螺钉与2压盖中间的螺纹孔连接，拧动1调节螺钉轴向向下运动，使之与9碟形弹簧接触。此时，卸荷装置已初步安装完成。

图1 卸荷结构与安装示意图

下面将详细阐述该结构的卸荷原理。通过扭力扳手设定20000N的力继续拧1调节螺钉，此时9碟形弹簧因为压缩产生20000N的力（9碟形弹簧可压缩变形承受50000N）。同时，力传动到3轴上，3轴传递到6轴上，6轴传递到4调心滚子轴承上。因4调心滚子轴承与8滑动导轨贴合，力传递到8滑动导轨上。根据牛顿第三定律作用力与反作用力，此时8滑动导轨产生20000N的支撑力，力通过4调心滚子轴承传递到6轴上，6轴传递到3轴上，3轴传递到9碟形弹簧上，9碟形弹簧传递到1调节螺钉上，1调节螺钉通过螺纹连接传递到2压盖上。因2压盖与11滑鞍通过10螺钉连接，力通过2压盖传递到11滑鞍上，使11滑鞍受到向上的力，即通过9碟形弹簧将滑鞍及滑枕主轴等正压力一部分卸载到4调心滚子轴承接触后的8滑动导轨上。当13基准滑动导轨下侧面与11滑鞍之间的间隙调整至0.02～0.03mm时，即可停止调节1调节螺钉。调节完成，此时由于4调心滚子轴承与8滑动导轨之间滚动摩擦。因此，Y轴导轨副则变为滚滑复合方式，降低了导轨副的摩擦阻力，从而起到卸荷效果，可以有效减少或防止爬行状况的发生，提高导轨的运动精度。

2 总结

该结构在滑鞍上共安装4处，可以卸荷掉8000N的力，使得卸荷系数α卸达到0.667（α卸=P卸/P载），大大减轻了导轨负荷。实践证明，该结构的实用性和推广性很强。目前，该结构已广泛应用于江苏新瑞重工科技有限公司重型龙门XK21系列和XK27系列上，并得到了客户的认可。同时，该结构已向国家专利局申请专利并获得了授权，专利号为ZL201420507644.5。

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[2]卫继健.卸荷装置在数控机床中的应用[J].机械工人：冷加工，2005，（8）：42-43.

[3]董红波，贾瑞山，赵宏武.一种导轨卸荷装置的应用[J].机械工程师，2012，（8）：122-123.

An Introduction to the Unloading Device of Y-direction Sliding Guide Rail of Gantry Machine Tool

WANG Chenwei
(Jiangsu Shinri heavy Technology Co. Ltd, Changzhou 213100)

This paper introduces a gantry machine tool Y-direction sliding guide rail saddle unloading device, through the application of the device can make the movement of machine tool beam rail by sliding mode into a single rolling composite way, reduce the friction coefficient of rail, thereby reducing the beam supporting rail load, reach the purpose of unloading machine saddle.

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