胡 巍 季衛(wèi)東 吳 鵬 楊春暉

(齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161005)

為不斷創(chuàng)新、研發(fā)新產(chǎn)品，提升公司產(chǎn)品的檔次，對重型雙柱立式車床進行提高轉(zhuǎn)速的技術突破，工作臺靜壓導軌采用了全新結構設計。DVT350工作臺轉(zhuǎn)速由63 r/min提高到100 r/min、DVT500由50 r/min提高到80 r/min、DVT630由25 r/min提高到50 r/min。為全面衡量新結構的工作性能，對工作臺進行了不同工作狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)實驗，為今后改進和優(yōu)化結構提供試驗數(shù)據(jù)。

1 結構改進

限制工作臺轉(zhuǎn)速提高的因素主要是轉(zhuǎn)速提高后工作臺發(fā)熱變形大，導致工作臺端徑跳數(shù)值過大，達不到機床精度要求。通過以下設計結構的改進，避免了工作臺過熱，從而使工作臺轉(zhuǎn)速全面提高:(1)靜壓導軌寬度變窄，減小工作臺發(fā)熱量;(2)靜壓導軌的扇形導軌變?yōu)閳A形銅導軌，減小封油邊。將改進結構后的工作臺組織生產(chǎn)，進行試驗。

2 試驗研究的方法和步驟

2.1 測量方法

首先在工作臺上布置4個測量點，記錄下各點的初始數(shù)據(jù):工作臺浮升值、各點壓力。設定油溫報警限值。然后用希望達到的最高轉(zhuǎn)速空載溜車，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后記錄溫升及油膜厚度。帶負載后再用各種轉(zhuǎn)速試驗，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后記錄溫升及油膜厚度。試驗過程中時刻觀察是否報警。

2.2 試驗步驟

測量工作臺浮升簡圖如圖1所示。

(1)測量初始數(shù)據(jù)

工作臺初始浮升值測量數(shù)據(jù)見表1所示。

表1 初始浮升值數(shù)據(jù)

(2)最高轉(zhuǎn)速空運轉(zhuǎn)試驗

DVT350工作臺轉(zhuǎn)速100 r/min、DVT500工作臺轉(zhuǎn)速80 r/min、DVT630工作臺轉(zhuǎn)速50 r/min，進行最高轉(zhuǎn)速空運轉(zhuǎn)試驗。

①DVT350空載下，工作臺浮升約為0.11 mm。工作臺以100 r/min運轉(zhuǎn)。經(jīng)過6 h油溫從12℃升到44℃后基本達到穩(wěn)定溫度。試驗一共運行了12 h無報警。然后用100 r/min的速度切削試料，用切削面檢測工作臺精度，端跳為0.03 mm，徑跳為0.02 mm。

②DVT500空載下，工作臺以轉(zhuǎn)速80 r/min運轉(zhuǎn)，室溫11℃，帶有7 kW冰箱，運轉(zhuǎn)4 h后，油溫由15℃升到26.5℃，4個測點處浮升值減小了0.07 mm。此時，工作臺再起動困難，需點車才能起動。7 kW冰箱的制冷量不足以控制80 r/min時導軌的油膜發(fā)熱量。換用12 kW冰箱，重新進行試驗，設定溫度為15℃。工作臺運轉(zhuǎn)3 h后溫度基本達到穩(wěn)定，溫升10℃。油溫從室溫12℃上升到22℃。工作臺浮升從0.18 mm降到0.109 mm。試驗共運行了5.5 h。

③DVT630空載下，工作臺以轉(zhuǎn)速32 r/min運轉(zhuǎn)，室溫32℃，帶有30 kW冰箱，運轉(zhuǎn)6 h后，油溫由34℃升到37℃，溫度仍有上升趨勢，4個測點浮升下降了0.055 mm。工作臺以40 r/min運轉(zhuǎn)，室溫32℃，運轉(zhuǎn)4 h后，油膜測厚報警。冰箱換成兩臺30 kW進行試驗。工作臺以36 r/min運轉(zhuǎn)時，運行良好，但轉(zhuǎn)速達到40 r/min仍有報警。冰箱又進行了更換，換成一臺30 kW和一臺35 kW，進行試驗。分別做了工作臺以40 r/min、45 r/min、50 r/min試驗，運行都良好。在50 r/min時，油溫由29.1℃上升到39.8℃，工作臺浮升從0.159 mm降到0.117 mm。

(3)承載試驗

①DVT350工作臺上安裝25 t載荷運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速從20 r/min到40 r/min三種情況進行試驗。20 r/min時運轉(zhuǎn)6 h，30 r/min時運轉(zhuǎn)10 h，40 r/min時運轉(zhuǎn)9 h，均沒有報警。

②DVT500工作臺上安裝25 t載荷，轉(zhuǎn)速50 r/min，12 kW冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)2 h后油膜報警，溫升10℃。油溫從室溫10℃上升到20℃。測量工作臺浮升從0.12 mm降到0.10 mm。

安裝25 t載荷，轉(zhuǎn)速10 r/min，無冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)7.5 h后基本達到穩(wěn)定溫度，溫升8℃。油溫從室溫12℃上升到20℃。測量工作臺浮升從0.135 mm降到0.10 mm，各點降0.013～0.032 mm。試驗共運行了8.5 h。

安裝25 t載荷，轉(zhuǎn)速30 r/min，無冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)1.45 h后報警停車，溫升9.5℃。油溫從室溫10.5℃上升到20℃。

安裝25 t載荷，工作臺轉(zhuǎn)速40 r/min，冰箱功率增加到7 kW，工作臺運轉(zhuǎn)7 h后基本達到穩(wěn)定溫度，溫升10.3℃。油溫從室溫10℃上升到20.3℃。試驗共運行了11 h。

安裝25 t載荷，轉(zhuǎn)速45 r/min，7 kW冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)7 h后達到穩(wěn)定溫度，溫升11.5℃。油溫從室溫10℃上升到21.5℃

安裝43 t載荷，工作臺轉(zhuǎn)速10 r/min，7 kW冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)6 h后基本達到穩(wěn)定溫度。溫升8℃。油溫從室溫9℃上升到17℃。試驗共運行了10 h。

重載試驗后，用自磨機把上刀桿切工作臺端面，端跳0.02 mm。

③DVT630工作臺上安裝32 t載荷，轉(zhuǎn)速32 r/min，30 kW和35 kW冰箱各一臺，工作臺運轉(zhuǎn)2 h后達穩(wěn)定溫度，溫升5℃。

(4)最高轉(zhuǎn)速承載試驗

①DVT350工作臺上安裝2 t載荷運轉(zhuǎn)，100 r/min時運轉(zhuǎn)2 h，溫度從16℃升到32℃，沒有報警。

②DVT500工作臺上安裝3 t載荷，轉(zhuǎn)速80 r/min，12 kW 冰箱，工作臺運轉(zhuǎn)2 h后達穩(wěn)定溫度，溫升10℃。油溫從室溫11℃上升到21℃。測量工作臺浮升從0.158 mm降到0.101 mm。

③DVT630工作臺上安裝6 t載荷，轉(zhuǎn)速50 r/min，30 kW和35 kW冰箱各一臺，工作臺運轉(zhuǎn)2 h后達穩(wěn)定溫度，工作臺浮升0.137 mm。

3 結語

試驗表明，通過結構改進和增大冰箱功率，DVT350工作臺轉(zhuǎn)速已能達到100 r/min、DVT500能達到80 r/min、DVT630能達到50 r/min。工作臺承載加大后，轉(zhuǎn)速有所下降，但這也符合機床承載一般規(guī)律。提高轉(zhuǎn)速后，檢測工作臺精度，均能達到要求，成功地將雙柱立式車床轉(zhuǎn)速提高到了新的檔次，推動了國產(chǎn)重型雙柱立式車床的技術進步。