機(jī)床導(dǎo)軌爬行現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理研究

摘 要：機(jī)床導(dǎo)軌爬行現(xiàn)象直接影響著這個(gè)機(jī)床系統(tǒng)的加工質(zhì)量，危害很大。該文通過(guò)對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌系統(tǒng)的簡(jiǎn)易模型研究出發(fā)，通過(guò)對(duì)振動(dòng)方程的分析，研究機(jī)床導(dǎo)軌系統(tǒng)振動(dòng)機(jī)理，討論導(dǎo)致機(jī)床導(dǎo)軌爬行現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的原因。同時(shí)，針對(duì)爬行問(wèn)題的解決，提出一系列的防治措施和對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)床 爬行現(xiàn)象 摩擦 自激振動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG502.15文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（c）-0020-01

1 機(jī)床導(dǎo)軌爬行的產(chǎn)生機(jī)理

1.1 機(jī)床導(dǎo)軌給進(jìn)系統(tǒng)的模型

關(guān)于機(jī)床導(dǎo)軌給進(jìn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)模型如圖1所示。機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)彈性系統(tǒng)，機(jī)床導(dǎo)軌在進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，傳送帶驅(qū)動(dòng)體以速度v向左進(jìn)行勻速的運(yùn)動(dòng)。在移動(dòng)開(kāi)始的短時(shí)間內(nèi)，因?yàn)槟Σ磷枇Φ囊蛩赜绊懀|(zhì)體M是靜止的。驅(qū)動(dòng)彈性系統(tǒng)的彈簧開(kāi)始?jí)嚎s。驅(qū)動(dòng)體移動(dòng)彈簧壓縮，當(dāng)移動(dòng)達(dá)到一定距離x0的時(shí)候，彈簧的彈性勢(shì)能K大于靜摩擦力F的時(shí)候，質(zhì)體M移動(dòng)。移動(dòng)后摩擦力發(fā)生變化，由靜摩擦力F向動(dòng)摩擦力F轉(zhuǎn)化。由摩擦力的特性可推斷出F

1.2 機(jī)床導(dǎo)軌系統(tǒng)爬行運(yùn)動(dòng)的微分方程

2 機(jī)床導(dǎo)軌爬行問(wèn)題的防治措施

2.1 改善摩擦特性，減少動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差

2.1.1 導(dǎo)軌材料的選擇

導(dǎo)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(guān)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(dòng)摩擦系數(shù)接近的特點(diǎn)。同時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性也比其它材料有優(yōu)勢(shì)，而且其工藝簡(jiǎn)單，成本也不高。現(xiàn)在導(dǎo)軌材料的選擇中，塑料材質(zhì)越來(lái)越受到青睞。以這種非金屬材質(zhì)做成的導(dǎo)軌已經(jīng)在各類(lèi)車(chē)、銑、磨、铇、鏜床上成功的應(yīng)用，其表現(xiàn)出來(lái)的防爬效果良好，受到廣泛的認(rèn)可。

2.1.2 采用靜壓導(dǎo)軌或者滾動(dòng)導(dǎo)軌

因?yàn)殪o壓導(dǎo)軌的壓力油的供給是靠供油系統(tǒng)來(lái)完成的。支撐油箱中的壓力通過(guò)節(jié)油系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，同外載壓力保持壓力的平衡性。這種導(dǎo)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(duì)速度下都能夠保持持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)。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(wú)論是動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)都很小，所以在速度極低的情況下也不會(huì)有爬行現(xiàn)象產(chǎn)生，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)非常平穩(wěn)。同時(shí)還具有精度高和抗震性好的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)今，靜壓導(dǎo)軌已經(jīng)被采用于老機(jī)床的改造任務(wù)當(dāng)中，具有很大的推廣潛力。滾動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)是依靠滾動(dòng)體來(lái)實(shí)現(xiàn)的，動(dòng)靜摩擦系統(tǒng)也很小，在低速度的運(yùn)行下也不會(huì)產(chǎn)生爬行，但是同靜壓導(dǎo)軌相比，此種導(dǎo)軌成本較高，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，多被應(yīng)用于高精度要求的機(jī)床中。

2.2 提高傳動(dòng)系統(tǒng)剛性，增大阻尼系數(shù)

系統(tǒng)的剛性增強(qiáng)可使機(jī)床導(dǎo)軌在速度較低的情況下也能夠穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。可從機(jī)床導(dǎo)軌的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)兩方面來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性的提高。通過(guò)縮短傳動(dòng)鏈或者選擇使用剛度高的傳動(dòng)部件。同時(shí)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(duì)液壓部件進(jìn)行性能修復(fù)，來(lái)消除爬行現(xiàn)象。另外可在傳動(dòng)系統(tǒng)中安裝設(shè)置阻尼器，增大系統(tǒng)振動(dòng)的阻尼系數(shù)，達(dá)到防治導(dǎo)軌爬行產(chǎn)生的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)床導(dǎo)軌出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，其影響的因素是多方面的。機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)行的環(huán)境，工作的各種參數(shù)等等都可能引起導(dǎo)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(duì)爬行發(fā)生的具體原因，進(jìn)行仔細(xì)的研究考察，以根據(jù)不同的原因，采用相對(duì)應(yīng)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(jī)床穩(wěn)定持續(xù)的安全運(yùn)行，獲得最大的工作效益。

參考文獻(xiàn)

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