一种龙门加工中心主轴舱双平衡缸配重结构的制作方法

本实用新型涉及龙门加工中心技术领域，特别涉及一种龙门加工中心主轴舱双平衡缸配重结构。

背景技术：

龙门加工中心的主轴舱采用竖直安装，且上下移动，由于它的结构特点，主轴舱上安装了电机、主轴等质量大的零部件，整个主轴舱重量往往超过1吨甚至数吨，其重力均由Z轴的滚珠丝杆和Z轴电机来支撑，大大提升了丝杆和电机的载荷，缩短了机床零部件的寿命，而且Z轴在上下运动时，Z轴电机容易出现有偏载的现象，影响加工精度。因此，主轴舱需要平衡配重，以减少Z轴电机和滚珠丝杆的负载，提高机床竖直快速移动的响应，提高机床的动态特性，保证机床加工精度等。

传统的，龙门加工中心垂直方向的运动平衡一般使用链轮配上等重的重物来平衡，这种平衡方式制造复杂、安装不便、噪音大、维修率高，而且需要大空间，反应特性差，不能适用于高速切削。

鉴于此，本发明人为此研制出一种龙门加工中心主轴舱双平衡缸配重结构，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型提供的一种龙门加工中心主轴舱双平衡缸配重结构，结构简单，安装和调整方便，能快速平稳的实现主轴舱提升下降且无噪音，延长滚珠丝杠和电机的使用寿命，提升加工精度和光洁度。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种龙门加工中心主轴舱双平衡缸配重结构，包括鞍座、主轴舱、平衡气缸和供气装置，鞍座固定安装在机床上，主轴舱以可上下滑动的方式安装在鞍座上，鞍座和主轴舱之间安装有平衡气缸，平衡气缸的活塞杆随主轴舱运动而运动，平衡气缸通过高压管和供气装置连通，供气装置为平衡气缸提供稳定的高压气体保证平衡气缸给予主轴舱一个与主轴舱重力一致的向上推力。

所述平衡气缸具有两个，分别对称安装在主轴舱的两侧。

所述供气装置具有出气压一致的两出气口，两平衡气缸通过高压管分别和两出气口中的一个连通。

所述供气装置为储气罐，储气罐具有调节出气气压大小的调节装置。

所述平衡气缸的活塞杆为中空结构，活塞杆顶部开设管螺纹，活塞杆的上端通过管接头和高压管固定安装，高压气体通过该中空的活塞杆进入缸筒内。

所述鞍座安装有下支架，平衡气缸的缸筒安装在下支架上，主轴舱上端安装有上支架，平衡气缸的活塞杆安装在上支架上。

所述缸筒外壁具有水平枢接轴，下支架具有枢接孔，缸筒通过水平枢接轴安装在枢接孔上实现可转动的安装在下支架上。

所述活塞杆通过外球面轴承安装上支架上。

所述上支架开设供外球面轴承安装的轴孔，外球面轴承的外圈置于轴孔内，外圈通过固定在上支架上的轴承盖固定，外球面轴承的内圈安装在活塞杆上，活塞杆开设外螺纹，外螺纹安装有锁紧螺母，通过旋入锁紧螺母完成内圈的固定。

采用上述方案后，本实用新型采用结构简单、安装和调整方便的平衡气缸，提供给主轴舱一个和主轴舱重力大小一致的向上平衡力。为避免由于活塞杆上下移动导致缸筒内气压变化，而改变平衡力，特通过供气装置来实时平衡缸筒内的气压，保证气压的稳定性，从而保证平衡力的稳定性，不存在现有链轮运转时常伴随的突变力，因此反应特性好，适用于高速切削，工作稳定性好，可延长滚珠丝杠和电机的使用寿命，提升加工精度和光洁度，且无链轮运转发出的噪音。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的左视图；

图3是图2 A-A向的剖视图；

图4是图3 B处的放大图。

标号说明

鞍座1，下支架11，枢接孔111，主轴舱2，上支架21，轴孔211，轴承盖212，平衡气缸3，缸筒31，水平枢接轴311，活塞杆32，管螺纹321，外螺纹322，高压管4，储气罐5，出气口51，调节装置52，管接头6，外球面轴承7，锁紧螺母8。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1-2所示，是本实用新型揭示的一种龙门加工中心主轴舱2双平衡缸配重结构，包括包括鞍座1、主轴舱2、平衡气缸3和供气装置。

鞍座1固定安装在机床（图中未示出）上，主轴舱2以可上下滑动的方式安装在鞍座1上，该结构为龙门加工中心现有的标准结构，在此不再具体描述。

鞍座1和主轴舱2之间安装有平衡气缸3，通过平衡气缸3提供给主轴舱2一个和主轴舱2重力大小一致的向上平衡力。优选的，鞍座1安装有下支架11，平衡气缸3的缸筒31安装在下支架11上。主轴舱2上端安装有上支架21，平衡气缸3的活塞杆32安装在上支架21上。其中平衡气缸3具有两个，两只相同型号的平衡气缸对称安装在主轴舱2的两侧，以保证受力均匀。

由于平衡气缸3的活塞杆32需随主轴舱2运动而运动，那么平衡气缸3的缸筒31内的气压将会变化，为避免该情况的发生，平衡气缸3通过高压管4和供气装置连通，优选的供气装置为储气罐5。

平衡气缸3的进气方式，如图3和图4所示，活塞杆32为中空结构，活塞杆32顶部开设管螺纹321，活塞杆32的上端通过管接头6和高压管4固定安装，高压气体通过该中空的活塞杆32进入缸筒31内。

其中储气罐5具有出气压一致的两出气口51，上述两平衡气缸3通过高压管4分别和两出气口51中的一个连通。储气罐5具有调节出气口51气压大小的调节装置52，通过调节装置52预调节两平衡气缸3给予主轴舱2向上力的大小，保证该力的大小和主轴舱2重力一致。

整个装置工作时，当主轴舱2下降运动时，活塞杆32下降，缸筒31内的容积变小压力将变大，缸筒31内气体被压回到储气罐5中，以保证缸筒31内气压的稳定；反之主轴舱2上升运动时，活塞杆32上升，缸筒31内容积变大压力将下降，储气罐5内气体及时补充进缸筒31内，以保证缸筒31内气压的稳定，达到压力平衡。

由于零部件加工和安装中不可避免产生误差，使活塞杆32与主轴舱2的轨道不平行，造成震动和挤压现象，亦导致平衡气缸3损坏，为避免该现象的发生，本实施例采用如下平衡气缸3的安装方式。

如图3所示，缸筒31的安装。缸筒31外壁具有水平枢接轴311，下支架11具有枢接孔111，缸筒31通过水平枢接轴311安装在枢接孔111上，使缸筒31可绕水平枢接轴311在下支架11处转动。

如图4所示，活塞杆32的安装。活塞杆32通过外球面轴承7安装上支架21上，具体的，上支架21开设供外球面轴承7安装的轴孔211，外球面轴承7的外圈置于轴孔211内，外圈通过固定在上支架21上的轴承盖212固定。外球面轴承7的内圈安装在活塞杆32上，活塞杆32开设外螺纹322，外螺纹322安装有锁紧螺母8，通过旋入锁紧螺母8完成内圈的固定。使活塞杆32的上端可以转动。

经此安装后，一但活塞杆32与主轴舱2的轨道不平行，通过平衡缸筒31的水平枢接轴311和活塞杆32上的外球面轴承7，平衡气缸3即可自动调整角度，消除因不平行产生的震动和挤压现象，提升主轴舱2的运动平稳性，提高平衡气缸3的使用寿命。

本实施例由于通过平衡气缸3来平衡主轴舱2的重量，因此不存在现有链轮运转时常伴随的突变力，具有反应特性好的特点，适用于高速切削，工作稳定性好，可延长滚珠丝杠和电机的使用寿命，提升加工精度和光洁度，且无链轮运转发出的噪音。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。