关于机床平衡的问题讨论

TKG-09 · 发表于 2012-4-9 12:29:47

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机床主轴或滑枕通常需要进行重力平衡，以达到上升或下降时平稳运行。常用的平衡方法有如下几种：1.重力锤平衡，平稳可靠，要求空间较大；
2.盘型弹簧平衡，空间要求不大；
3.油缸平衡，压力可调，适应范围较广，空间要求较小，需要压力油；
4.气缸平衡，压力可调，适应范围较广，空间要求较小，需要气压瓶。
其中弹簧平衡的弹力会随运行而稍有变化，长时间使用后弹力会有衰减；
油缸平衡时，由于液压油会随升、降而进、出，会对运行精度产生一定的干扰；
气缸平衡时，由于系统不可避免会有泄漏，平稳性是否有保证？
它们在使用中各有利弊，不知各位坛友是怎样选择的，请发表高见，不到之处，请指出和补充，O(∩_∩)O谢谢！

洪哥 · 发表于 2012-4-9 12:46:54

较重的部件用重锤平衡，而一般部件则用平衡油缸的比较多。

CLIMBER7112 · 发表于 2012-4-9 12:56:36

对精度高的，我选择重力锤平衡和弹簧平衡，并定期对重力锤或弹簧进行更换。对一般精度的则选择油缸平衡和气缸平衡。

TKG-09 · 发表于 2012-4-10 08:52:07

一般镗、铣主轴的Z轴精度要比车、磨Z轴精度要求高，是否可以这样认为：
镗、铣主轴采用重锤平衡，车、磨滑枕采用油缸平衡比较合理？！

洪哥 · 发表于 2012-4-10 12:32:27

一般镗、铣主轴的Z轴精度要比车、磨Z轴精度要求高，是否可以这样认为：
' y" \! R+ ^5 e5 l. A镗、铣主轴采用重锤平衡，车、磨滑枕采用油缸平衡比较合理？！6 e% c9 b- a4 o* v. I% l( y' a
TKG-09 发表于 2012-4-10 08:52 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

总的说来，凡垂直刀架上的滑枕、磨头等部件，因受到空间局限性影响，且重量又不是特别大，所以，一般采用液压油缸进行卸荷平衡（大型的系统工作压力有10MPa即可）的较普遍；像垂直移动的主轴箱、横梁等部件，因重量比较大，且有足够的空间（如立柱内），所以一般采用重锤进行平衡卸荷的方式比较普遍。
气压的压力一般比较低，所以在中、大型机床上几乎不用。

TKG-09 · 发表于 2012-4-11 10:42:48

看来主要还是油缸与重锤相结合，通常用油缸，大型或方便时用重锤。

洪哥 · 发表于 2012-4-11 11:54:55

看来主要还是油缸与重锤相结合，通常用油缸，大型或方便时用重锤。
- d# B8 |0 q) STKG-09 发表于 2012-4-11 10:42 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

没错，我看大部分都是这样。:handshake

woderensheng828 · 发表于 2012-4-11 20:01:30

楼上说的很对，不过重型机床的横梁平衡也有用平衡油缸的，只是另外加一组比例减压阀和压力传送器，实时调压即可，已经做过一套这种系统，效果很好哦!

TKG-09 · 发表于 2012-4-11 20:29:37

楼上说的很对，不过重型机床的横梁平衡也有用平衡油缸的，只是另外加一组比例减压阀和压力传送器，实时调压即可，已经做过一套这种系统，效果很好哦!
: Q$ d5 f) Y9 B9 Fwoderensheng828 发表于 2012-4-11 20:01 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

能否分享一下油缸平衡原理图，让我们长点见识。谢谢！

kaixuan0808 · 发表于 2012-5-6 13:08:24

想起在展会上看到的，知名厂家小型立加Z轴基本都取消了主轴重力平衡，我问他们技术人员，人家说大不了多换几根丝杠嘛！这里想问下对于小型立加。
1、加不加平衡的优缺点是什么？
2、国外的机床在这方面是怎么做的？

zhayibo813636 · 发表于 2012-5-20 17:59:23

请教洪版主：我们机床Z轴设计时采用的是双液压缸平衡，滑枕总重约5T，我们活塞直径是50，压力调整到6Mpa,平衡掉滑枕约2T的重量，我们只平衡了滑枕40%的重量，有一个工程师跟我说他们平衡了80%，请问洪版主这个平衡缸平衡掉滑枕重量是越多越好？还是有什么可靠的经验值呢？
我们的机床在使用时Z轴上下电机负载也很平稳，那个工程师说的我不是很认同，他说他们的机床运行起来Z轴电机的电流值变化也非常小！
请赐教在实际中究竟是什么值合理呢？

洪哥 · 发表于 2012-5-20 21:53:20

11# zhayibo813636
你好！平衡装置在大型滑枕上用的最多。其液压系统及平衡油缸是给上升的滑枕于卸荷，是给下降的滑枕于阻尼（背压）。平衡正常，是通过调整液压系统来实现的。而调整是否正常，可以从操作屏上，查看滑枕的上升和下降电流是否基本相等就清楚了。以上拙见，仅供参考。

lrf035 · 发表于 2012-5-23 17:49:16

盘型弹簧平衡，还没有见过呢，有图片吗？学习下了，

hj2009 · 发表于 2012-6-27 22:13:05

盘型弹簧平衡是啥呀？请介绍一下吧

FF728612 · 发表于 2012-6-28 10:35:31

长见识了，比较系统
看他们设计机床时，采用重心驱动，算不算平衡的方式

cnxiaomao · 发表于 2012-6-29 13:00:09

盘型弹簧平衡，还没有见过呢，有图片吗？学习下了，
9 m- `0 q V* [, ?3 ~# V* {, i1 Qlrf035 发表于 2012-5-23 17:49 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

气缸平衡时，由于系统不可避免会有泄漏，个人觉得平稳性是没有保证的，因为缸内气体压强增大。
盘型弹簧平衡
是采用国外先进工艺，结合国内厂家的具体情况，自行设计的一种与操作工具配套使用的辅助工具，
该系列产品借助卷簧积蓄的能量，使所悬挂的操作工具处于无重状态，大力降低了操作工人的劳动强度
提高了劳动生产效率，因此，弹簧平衡器是一种与操作工具配套使用的辅助工具，凡是使用手动工具及吊装设备的场合均可使用。

洪哥 · 发表于 2013-1-8 07:44:37

欢迎大家继续讨论。

TKG-09 · 发表于 2014-1-16 13:44:12

本帖最后由 TKG-09 于 2014-1-16 14:02 编辑

hj2009 发表于 2012-6-27 22:13 http://www.3dportal.cn/discuz/static/image/common/back.gif
0 [; g0 L" u! y) b+ c2 A$ e盘型弹簧平衡是啥呀？请介绍一下吧

盘形弹簧就像钟表的发条一样，具有较大的弹力，可以起一定的平衡作用，但弹力是变化的，拉得越长，弹力越大。

fanuc_zgj · 发表于 2014-1-30 19:57:16

多级油缸，道理一样。

277208415 · 发表于 2014-4-26 10:58:36

我们之前在做卧式加工中心500工作台，采用的就是氮气缸平衡，但是占用的竖直向空间较大，而且一段时间需要补充氮气，后来采用了竖直向电机抱闸，2.9KW

chenglaili · 发表于 2014-4-26 14:50:25

1、比较轻的也可以用单丝杠不用平衡，如小型的立加转塔车床
2、大多数是用双油缸平衡，或双电机平衡，此类比较多
3、比较新型的是氮气平衡，将就无污染美观，此类立卧加上比较多，国外龙门上也有。
4、重锤平衡现在越来越少了，因为移动件质量大，惯性大，能源消耗也大。

冷冬 · 发表于 2014-8-2 17:33:48

考虑平衡方式，还要从产品快移速度上去思考。平衡油缸与重锤方式，不适合高速移动会造成换向时增加负载情况。目前德国高速机床多采用气缸形式，气缸除了气体密封泄露外还需根据所平衡重量对气缸的进口压力进行压力控制。

使力 · 发表于 2014-8-3 17:11:49

我想到的一种平衡方式：连通器平衡。维护简单，满足高速。

洪哥 · 发表于 2016-8-14 10:42:42

使力发表于 2014-8-3 17:11 static/image/common/back.gif
9 `& p9 u4 b( r% {2 L q我想到的一种平衡方式：连通器平衡。维护简单，满足高速。

很好的，可以将应用方式画一个简图学习一下吗？谢谢！[DZFace0]

lengdong · 发表于 2016-12-13 20:14:33

是不是把机床搬到太空去就没这问题了

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