CN102126138A - 一种应用直线电机驱动的正l形滑板 - Google Patents
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Abstract
一种应用直线电机驱动的正L形滑板，用于支撑横梁，其特征在于滑板(1)的立柱与前面底角呈正L形，L拐角处为斜面加强结构，L形滑板前立面与直角底边上平面分别安装滑块(4)、与横梁(6)上安装的导轨(5)结合成挂式安装，液压制动器(3)并列安装在滑块(4)中间；直线电机初级(2)倾斜安装在滑板(1)拐角斜面结构上，直线电机次级(7)安装在横梁下斜面上，导轨(5)固定在横梁(6)的前立面和同侧底部内斜面底边上。L形滑板使直线电机易安装、抵消电磁力、减小滑板Y向运动时导轨所受的摩擦力、大大提高滑板的刚性等。本发明可使机床Y向加速性能提高，减轻机床驱动负载，提高导轨及直线电机的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高速龙门五轴龙门加工中心的滑板结构。
背景技术
传统的滑板结构大多为直板式或反L形，采用齿条或丝杠传动。当采用直线电机时，由于直线电机的强大的电磁吸力增加了滑板的变形，并且增大了滑块与导轨间的压力，从而增加了机床运行时的摩擦力，降低了机床的加速性能和关键外购件的使用寿命。并且为了直线电机具有安装空间不得不大面积筋去除滑板中间部分的加强筋，这样滑板的刚度大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用直线电机驱动的正L形滑板，可使滑板重力和直线电机电磁力互相抵消，解决现有技术中存在的安装困难、滑板强度低、负载大等问题。
一种应用直线电机驱动的正L形滑板，用于支撑横梁，其特征在于滑板的立柱与前面底角呈正L形，L拐角处为斜面加强结构，L形滑板前立面与直角底边上平面分别安装滑块，与横梁前侧面和斜面底边上安装的导轨结合成挂式安装，液压制动器并列安装在滑块中间；直线电机初级倾斜安装在拐角斜面结构上，直线电机次级安装在横梁下斜面上。
本发明的有益效果是：
1、直线电机倾斜安装在L形滑板的拐角处，最大限度的使直线电机的电磁吸力和滑板的重力互相抵消，同时抵消了滑板部重力引起的倾覆力矩。这样横梁的导轨滑块运动时所受的压力和摩擦力最小，必然大大增加导轨和滑块的寿命。
2、由于内力抵消，滑板运动时负载相应的大大降低，使直线电机正常运行的电流大大降低，可使机床的能耗降低。从另一个方面来说和传统结构相比可选用相匹配的低规格直线电机及其他关键外购件。
3、滑块安装在L形的最两端，其力矩特性最优，受力最小。
4、直线电机安装在L形下面拐角处，易于安装。
5、L形滑板滑板两个方向刚性最接近，且拐角处刚性最好，直线电机安装在拐角处，避免了强电磁力左右在滑板最薄弱环节，滑板变形最小。
6、两条导轨安装面互相垂直便于滑板安装调整。
附图说明
图1本发明应用直线电机驱动的正L形滑板的使用状态示意图；
图2应用直线电机驱动的正L形滑板安装后的示意图；
图3安装有直线电机的正L形滑板受力分析简化示意图；
图4两种方法的直线电机安装在L型滑板上的对比图。
具体实施方式
一种应用直线电机驱动的正L形滑板，用于支撑横梁6水平移动，见图1、图2，其特征在于滑板的立柱与前面底角呈正L形，L拐角处为斜面加强结构，L形滑板前立面与直角底边上平面分别安装滑块4、与横梁上安装的导轨5结合成挂式安装，液压制动器3并列安装在滑块4中间；直线电机初级2倾斜安装在滑板1拐角斜面结构上，直线电机次级7安装在横梁下斜面左边上。
导轨5固定在横梁6的前立面和同侧底部内斜面底边上。滑板1与横梁6通过导轨5与滑块4结合。
从图2中可以看到滑块4分别布置在L形的两端处，力矩特性最好。两套直线电机初级2并排安装在滑板1L形拐角斜面上。此处容易布置加强筋，并且安装方便。
机床工作时滑板的受力情况如图3简化所示：滑板部重力G分布在滑板前方，上下两列滑块所受力分别为F1和F2。同时直线电机工作时有很强的磁吸力F吸，直线电机方向垂直于滑板斜面。从图3中可以看出，由于直线电机对滑板的吸力F吸平衡了重力和重力引起的倾覆力矩，从而使F1和F2力大大降低。
图4是直线电机两种安装方法的对比。传统的a方法是直线电机位于滑板立面的中间，为了能够为安装螺钉8留出足够的扳手空间，将滑板的中间挖空，如图中黑色加粗线所示范围，这种方法减弱了滑板的刚性，容易引起滑板的变形。本发明的b方法是将直线电机安装在L形滑板下方加强筋结构处，由于直线电机安装螺钉可以从斜面下方安装，不用特别考虑扳手空间的问题；此外电机的吸力方向与滑板受力方向相向而抵消，因而使滑板受力变形的因素减小。
从下列算式可以看出两种方法使滑板受力的分析，a和b两种状态下滑板受力计算：
a和b两种状态下滑板受力计算：F吸＝80KN，G＝40KN，假设F1＝F2
a：由于F吸与G方向互相垂直，此时
b：由于F吸与G方向互相呈45°，此时
根据以上计算得出，本发明可以使导轨受力减少11.9KN，与a相比大约减少26.6％，相应的根据压力和摩擦力的关系f＝μN，μ＝0.1，可知导轨滑块运动时的摩擦力减少约1.19KN。
Claims (2)
1.一种应用直线电机驱动的正L形滑板，用于支撑横梁，其特征在于滑板(1)的立柱与前面底角呈正L形，L拐角处为斜面加强结构，L形滑板前立面与直角底边上平面分别安装滑块(4)、与横梁(6)上安装的导轨(5)结合成挂式安装，液压制动器(3)并列安装在滑块(4)中间；直线电机初级(2)倾斜安装在滑板(1)拐角斜面结构上，直线电机次级(7)安装在横梁下斜面上。
2.根据权利要求1所述的直线电机驱动的正L形滑板，其特征在于导轨(5)固定在横梁(6)的前立面和同侧底部内斜面底边上。
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